Servo motori i roboti transformiraju aditivne aplikacije. Naučite najnovije savjete i aplikacije prilikom primjene robotske automatizacije i napredne kontrole pokreta za aditivnu i oduzimajuću proizvodnju, kao i ono što slijedi: Razmislite o hibridnim aditivnim/subtraktivnim metodama.
Unapređenje automatizacije
Sarah Mellish i Rosemary Burns
Usvajanje uređaja za pretvorbu energije, tehnologija kontrole pokreta, izuzetno fleksibilni roboti i eklektična kombinacija drugih naprednih tehnologija pokretački su faktori za brzi rast novih procesa izrade u industrijskom krajoliku. Revolucioniranje načina na koji se izrađuju prototipovi, dijelovi i proizvodi, aditivna i oduzimajuća proizvodnja dva su glavna primjera koji su osigurali da proizvođači učinkovitosti i uštede troškova nastoje ostati konkurentni.
Nazvana kao 3D ispis, aditivna proizvodnja (AM) je netradicionalna metoda koja obično koristi podatke o digitalnom dizajnu za stvaranje čvrstih trodimenzionalnih objekata spajanjem sloja materijala prema sloju odozdo prema gore. Često izrađujući dijelove u blizini mreže (NNS) bez otpada, upotreba AM-a za osnovne i složene dizajne proizvoda i dalje prožima industrije poput automobila, zrakoplovnih, energetskih, medicinskih, prometnih i potrošačkih proizvoda. Suprotno tome, oduzimajući postupak podrazumijeva uklanjanje odjeljaka iz bloka materijala visokom preciznom rezanjem ili obradom za stvaranje 3D proizvoda.
Unatoč ključnim razlikama, aditivni i oduzimajući procesi nisu uvijek međusobno isključivi - jer se mogu koristiti za komplimentiranje različitih faza razvoja proizvoda. Model ili prototip ranog koncepta često se stvara postupkom aditiva. Jednom kada se taj proizvod dovrši, mogu biti potrebne veće serije, otvarajući vrata za oduzimanje proizvodnje. U novije vrijeme, gdje je vrijeme od suštine, primjenjuju se hibridne aditivne/subtraktivne metode za stvari poput popravljanja oštećenih/istrošenih dijelova ili stvaranja kvalitetnih dijelova s manje vremena.
Automatizirati naprijed
Kako bi udovoljili strogim zahtjevima kupaca, proizvođači integriraju niz žičanih materijala poput nehrđajućeg čelika, nikla, kobalta, kroma, titana, aluminija i drugih različitih metala u konstrukciju, počevši od mekanog, ali jakih supstrata i završavajući s tvrdom komponentom otpornom na habanje. Dijelom je to otkrilo potrebu za rješenjima visokih performansi za veću produktivnost i kvalitetu i u aditivnom i subtraktivnom proizvodnom okruženju, posebno tamo gdje su u pitanju procesi poput proizvodnje aditiva na žičanom luku (WAAM), WAAM-suptraktivnog, laserskog suptraktivnog ili dekoracija. Izdvajamo uključuju:
- Napredna servo tehnologija:Da bi bolje riješili ciljeve vremena do tržišta i specifikacije dizajna kupaca, gdje se tiču dimenzionalne preciznosti i završne kvalitete, krajnji se korisnici okreću naprednim 3D pisačima s servo sustavima (preko stepper motora) za optimalnu kontrolu pokreta. Prednosti servo motora, kao što je Yaskawa's Sigma-7, okreću postupak aditiva na glavi, pomažući proizvođačima prevladavanju uobičajenih problema putem mogućnosti pojačanja pisača:
- Suzbijanje vibracija: Robusni servo motori pohvali su filtri za suzbijanje vibracija, kao i anti-rezonantni i notch filtri, što donosi izuzetno glatko gibanje koje mogu eliminirati vizualno neugodne stepenaste linije koje su uzrokovale puknuće motora koraka.
- Poboljšanje brzine: Brzina ispisa od 350 mm/sec sada je stvarnost, što je više nego udvostručenje prosječne brzine ispisa 3D pisača pomoću stepper motora. Slično tome, brzina putovanja do 1500 mm/sec može se postići rotacijom ili do 5 metara/sec pomoću linearne servo tehnologije. Izuzetno brza sposobnost ubrzanja pružena putem servosa visokih performansi omogućuje brže premještanje glava 3D ispisa u njihove odgovarajuće položaje. Ovo ide dug put da se ublaži potreba za usporavanjem cijelog sustava kako bi se postigla željena kvaliteta završne obrade. Nakon toga, ova nadogradnja u kontroli pokreta također znači da krajnji korisnici mogu izraditi više dijelova na sat bez žrtvovanja kvalitete.
- Automatsko podešavanje: Servo sustavi mogu neovisno izvoditi vlastitu prilagođenu podešavanje, što omogućava prilagođavanje promjenama u mehanici pisača ili odstupanja u procesu ispisa. 3D stepper motori ne koriste povratne informacije o položaju, zbog čega je gotovo nemoguće nadoknaditi promjene u procesima ili odstupanja u mehanici.
- Povratne informacije o koderu: robusni servo sustavi koji nude apsolutne povratne informacije o koderu samo jednom trebaju izvršiti rutinu Homing, što rezultira većom uštedom rada i troškova. 3D pisači koji koriste Stepper Motor Technology nedostaje ovu značajku i potrebno ih je primiti svaki put kada se napajaju.
- Osjetivši povratne informacije: Ekstruder 3D pisača često može biti usko grlo u procesu ispisa, a stepeni motor nema mogućnost osjetljivosti na povratne informacije za otkrivanje džemata ekstrudera - deficit koji može dovesti do propasti cijelog tiskanog posla. Imajući to u vidu, servo sustavi mogu otkriti sigurnosne kopije ekstrudera i spriječiti uklanjanje filamenta. Ključ superiornih performansi ispisa je imati sustav zatvorene petlje usredotočen na optički koder visoke rezolucije. Servo motori s 24-bitnim apsolutnim koderom visoke rezolucije mogu osigurati 16.777,216 bita rezolucije povratnih informacija u zatvorenom krugu za veću točnost osi i ekstrudera, kao i za sinkronizaciju i zaštitu od džemata.
- Roboti visokih performansi:Baš kao što robusni servo motori transformiraju aditivne aplikacije, tako su i roboti. Njihove izvrsne performanse staza, kruta mehanička struktura i visoka ocjena zaštite prašine (IP)-u kombinaciji s naprednom kontrolom anti-vibracije i višestrukom osi-čine vrlo fleksibilne robote od šest osi idealnom opcijom za zahtjevne procese koji okružuju upotrebu 3D printera, kao i ključne akcije za subtraktivne/hibridne dodatke/subtraktivne dodatke.
Robotska automatizacija besplatna na 3D strojeve za ispis u širokoj mjeri podrazumijeva rukovanje ispisanim dijelovima u višestrukim instalacijama. Od istovara pojedinih dijelova od strojeva za ispis, do odvajanja dijelova nakon višedijelnog ciklusa ispisa, visoko fleksibilni i učinkoviti roboti optimiziraju operacije za veću propusnost i produktivnost.
Uz tradicionalni 3D ispis, roboti su od koristi kod upravljanja prahom, puniti prah pisača kada je potrebno i uklanjanje praha s gotovih dijelova. Slično tome, lako se postižu drugi dio završne zadatke popularne metalnim izradama poput mljevenja, poliranja, uklanjanja uklanjanja ili rezanja. Pregled kvalitete, kao i potrebe za pakiranjem i logističkim potrebama, također se zadovolje s robotskom tehnologijom, oslobađajući proizvođače kako bi svoje vrijeme usredotočili na višu vrijednost s dodanom vrijednošću, poput prilagođene izrade.
Za veće obrade, dugotrajni industrijski roboti se postavljaju za izravno pomicanje glave za ekstruziju 3D pisača. To, u kombinaciji s perifernim alatima poput rotirajuće baze, pozicionirača, linearnih staza, gantriesa i još mnogo toga, pruža radni prostor potreban za stvaranje prostornih struktura slobodnog oblika. Osim klasičnog brzog prototipa, roboti se koriste za izradu dijelova slobodnog oblika velikog volumena, oblika kalupa, konstrukcije rešetke u 3D i hibridne dijelove velikog formata. - Upravljači strojeva za više osi:Inovativna tehnologija za povezivanje do 62 osi pokreta u jednom okruženju sada stvara multisinhronizaciju širokog raspona industrijskih robota, servo sustava i varijabilnih frekvencijskih pogona koji se koriste u mogućim aditivnim, subtraktivnim i hibridnim procesima. Čitava obitelj uređaja sada može neprimjetno raditi zajedno pod potpunom kontrolom i nadzorom PLC -a (programabilni logički kontroler) ili kontrolera IEC strojeva, poput MP300IEC. Često programiran s dinamičnim softverskim paketom 61131 IEC, kao što su MotionWorks IEC, profesionalne platforme poput ovog koriste poznate alate (tj. Repap G-Codes, dijagram funkcionalnog bloka, strukturirani tekst, dijagram ljestvice itd.). Da bi se olakšala jednostavna integracija i optimizirala produženje rada strojeva, uključeni su gotovi alati poput kompenzacije za izravnavanje kreveta, kontrole napredovanja ekstrudera, višestrukog vretena i kontrole ekstrudera.
- Napredna proizvodna korisnička sučelja:Izuzetno korisno za aplikacije u 3D ispisa, rezanju oblika, strojnom alatu i robotici, raznoliki softverski paketi mogu brzo pružiti jednostavno korisno sučelje grafičkog stroja, pružajući put do veće svestranosti. Dizajnirani s kreativnošću i optimizacijom na umu, intuitivne platforme, poput Yaskawa Compass, omogućuju proizvođačima da markiraju i lako prilagode zaslone. Od uključivanja atributa temeljnih strojeva do prilagodbe potreba kupaca, potrebno je malo programiranja-jer ovi alati pružaju opsežnu biblioteku unaprijed ugrađenih C# dodataka ili omogućavaju uvoz prilagođenih dodataka.
Uzdići se iznad
Iako su pojedinačni aditivni i oduzimajući procesi ostaju popularni, tijekom sljedećih nekoliko godina pojavit će se veći pomak prema hibridnoj aditivnoj/subtraktivnoj metodi. Očekuje se da će rasti sa složenom godišnjom stopom rasta (CAGR) od 14,8 posto do 2027. godine1, tržište hibridnih aditiva za proizvodnju strojeva spremno je ispuniti napredak u evoluirajućim zahtjevima kupaca. Da bi se uzdigli iznad konkurencije, proizvođači bi trebali odmjeriti prednosti i nedostatke hibridne metode za svoje poslovanje. Uz mogućnost stvaranja dijelova po potrebi, do velikog smanjenja ugljičnog otiska, hibridni postupak aditiva/subtraktivnog nudi neke atraktivne prednosti. Bez obzira na to, napredne tehnologije za ove procese ne treba zanemariti i treba ih implementirati na podove u trgovini kako bi se olakšala veća produktivnost i kvaliteta proizvoda.
Post Vrijeme: kolovoz-13-2021
