Сервомоторите и роботите ги трансформираат адитивните апликации. Научете ги најновите совети и апликации при имплементација на роботска автоматизација и напредна контрола на движење за адитивно и суптрактивно производство, како и што е следно: размислете за хибридни адитивни/суптрактивни методи.
УНАПРЕДУВАЊЕ НА АВТОМАТИЗАЦИЈАТА
Од Сара Мелиш и Роуз Мери Бернс
Усвојувањето на уреди за конверзија на енергија, технологија за контрола на движење, екстремно флексибилни роботи и еклектична мешавина од други напредни технологии се движечки фактори за брзиот раст на новите процеси на производство низ целиот индустриски пејзаж. Револуционизирајќи го начинот на кој се изработуваат прототипови, делови и производи, адитивното и суптрактивното производство се два одлични примери кои обезбедија ефикасност и заштеди на трошоци што производителите ги бараат за да останат конкурентни.
Наречен 3D печатење, адитивното производство (АМ) е нетрадиционален метод кој обично користи дигитални податоци за дизајн за да создаде цврсти тродимензионални објекти со спојување на материјалите слој по слој од дното нагоре. Честопати правејќи делови во форма на мрежа (NNS) без отпад, употребата на АМ и за основни и за сложени дизајни на производи продолжува да проникнува во индустрии како што се автомобилската, воздухопловната, енергетската, медицинската, транспортната и потрошувачките производи. Напротив, процесот на субтракција вклучува отстранување делови од блок материјал со прецизно сечење или машинска обработка за да се создаде 3D производ.
И покрај клучните разлики, адитивните и субтрактивните процеси не секогаш се исклучуваат меѓусебно - бидејќи можат да се користат за да се надополнат различните фази од развојот на производот. Ран концепт модел или прототип често се создава со адитивниот процес. Откако тој производ ќе биде финализиран, може да бидат потребни поголеми серии, отворајќи ја вратата за субтрактивно производство. Во поново време, каде што времето е од суштинско значење, хибридните адитивни/субтрактивни методи се применуваат за работи како што се поправка на оштетени/истрошени делови или создавање квалитетни делови со пократко време на испорака.
АВТОМАТИЗИРАЈ НАПРЕД
За да ги задоволат строгите барања на клиентите, производителите интегрираат низа жичени материјали како што се нерѓосувачки челик, никел, кобалт, хром, титаниум, алуминиум и други различни метали во конструкцијата на нивните делови, почнувајќи со мека, но цврста подлога, а завршувајќи со тврда, отпорна на абење компонента. Делумно, ова ја откри потребата од високо-перформансни решенија за поголема продуктивност и квалитет и во адитивните и во суптрактивните производствени средини, особено кога станува збор за процеси како што се адитивно производство со жичен лак (WAAM), WAAM-суптрактивно, ласерско обложување-суптрактивно или декорација. Најважните моменти вклучуваат:
- Напредна серво технологија:За подобро да се задоволат целите поврзани со времето на испорака на пазарот и спецификациите за дизајн на клиентите, кога станува збор за димензионална прецизност и квалитет на завршна обработка, крајните корисници се свртуваат кон напредни 3D печатачи со серво системи (преку чекорни мотори) за оптимална контрола на движењето. Предностите на серво моторите, како што е Sigma-7 на Јаскава, го превртуваат адитивниот процес наопаку, помагајќи им на производителите да ги надминат вообичаените проблеми преку можностите за засилување на печатачот:
- Потиснување на вибрациите: робусните серво мотори се одликуваат со филтри за потиснување на вибрациите, како и антирезонантни и засечни филтри, што овозможува екстремно мазно движење кое може да ги елиминира визуелно непријатните зачекорени линии предизвикани од бранувањето на вртежниот момент на чекорниот мотор.
- Зголемување на брзината: брзината на печатење од 350 mm/s сега е реалност, повеќе од двојно поголема од просечната брзина на печатење на 3D печатач со помош на чекорен мотор. Слично на тоа, брзина на движење до 1.500 mm/s може да се постигне со помош на ротациона или до 5 метри/s со помош на линеарна серво технологија. Исклучително брзото забрзување што го овозможуваат високо-перформансните серво мотори им овозможува на 3D главите за печатење побрзо да се поместуваат во нивните соодветни позиции. Ова во голема мера ја ублажува потребата од забавување на целиот систем за да се постигне посакуваниот квалитет на завршна обработка. Последователно, ова подобрување во контролата на движењето исто така значи дека крајните корисници можат да произведуваат повеќе делови на час без да жртвуваат квалитет.
- Автоматско подесување: серво системите можат самостојно да извршат сопствено подесување, што овозможува прилагодување на промените во механиката на печатачот или варијациите во процесот на печатење. 3D чекорните мотори не користат повратни информации за позицијата, што го прави речиси невозможно да се компензираат промените во процесите или разликите во механиката.
- Повратна информација од кодерот: робусните серво системи кои нудат апсолутна повратна информација од кодерот треба да извршат рутина за дотерување само еднаш, што резултира со поголемо време на работа и заштеда на трошоци. 3D печатачите што користат технологија на чекорен мотор немаат оваа функција и треба да се дотеруваат секој пат кога ќе се вклучат.
- Сензор за повратна информација: екструдерот на 3D печатачот често може да биде тесно грло во процесот на печатење, а чекорниот мотор нема способност за сензор за повратна информација за да открие заглавување на екструдерот - недостаток што може да доведе до уништување на целата задача за печатење. Имајќи го ова предвид, серво системите можат да детектираат застој на екструдерот и да спречат одлепување на филаментите. Клучот за супериорни перформанси на печатење е да имате систем со затворена јамка центриран околу оптички енкодер со висока резолуција. Серво моторите со 24-битен апсолутен енкодер со висока резолуција можат да обезбедат 16.777.216 бита резолуција на повратна информација со затворена јамка за поголема точност на оската и екструдерот, како и синхронизација и заштита од заглавување.
- Роботи со високи перформанси:Исто како што робусните серво мотори ги трансформираат адитивните апликации, така се трансформираат и роботите. Нивните одлични перформанси на патеката, цврстата механичка структура и високите оценки за заштита од прашина (IP) - во комбинација со напредна контрола против вибрации и повеќеосна способност - ги прават високо флексибилните шестосни роботи идеална опција за тешките процеси што го опкружуваат користењето на 3D печатачите, како и клучните дејства за суптрактивното производство и хибридните адитивни/суптрактивни методи.
Роботската автоматизација, како комплементарна на машините за 3D печатење, во голема мера подразбира ракување со печатени делови во инсталации со повеќе машини. Од истоварување на поединечни делови од машината за печатење, до одвојување на делови по циклус на печатење со повеќе делови, високо флексибилните и ефикасни роботи ги оптимизираат операциите за поголем проток и зголемување на продуктивноста.
Со традиционалното 3D печатење, роботите се корисни при управување со прав, дополнување на прав за печатач кога е потребно и отстранување на прав од завршените делови. Слично на тоа, лесно се извршуваат и други задачи за завршна обработка на делови популарни кај металните изработки, како што се брусење, полирање, отстранување на струготини или сечење. Инспекцијата на квалитетот, како и потребите за пакување и логистика, исто така се задоволуваат директно со роботизирана технологија, ослободувајќи ги производителите да го фокусираат своето време на работа со повисока додадена вредност, како што е изработката по нарачка.
За поголеми обработливи парчиња, индустриски роботи со долг дострел се користат за директно движење на главата за екструдирање на 3D печатач. Ова, во комбинација со периферни алатки како што се ротирачки бази, позиционери, линеарни шини, портални отвори и друго, го обезбедуваат работниот простор потребен за создавање просторни структури со слободна форма. Освен класичното брзо прототипирање, роботите се користат за изработка на делови со слободна форма со голем волумен, форми на калапи, 3D конструкции на решетки и хибридни делови со голем формат. - Контролери на машини со повеќе оски:Иновативната технологија за поврзување до 62 оски на движење во една средина сега овозможува мултисинхронизација на широк спектар на индустриски роботи, серво системи и погони со променлива фреквенција што се користат во адитивните, субтрактивните и хибридните процеси. Цело семејство уреди сега може беспрекорно да работи заедно под целосна контрола и мониторинг на PLC (програмабилен логички контролер) или IEC машински контролер, како што е MP3300iec. Често програмирани со динамичен софтверски пакет 61131 IEC, како што е MotionWorks IEC, професионалните платформи како оваа користат познати алатки (т.е. RepRap G-кодови, функционален блок дијаграм, структуриран текст, скалест дијаграм итн.). За да се олесни лесната интеграција и да се оптимизира времето на работа на машината, вклучени се готови алатки како компензација на нивелирање на платформата, контрола на напредокот на притисокот на екструдерот, контрола на повеќе вретена и екструдер.
- Напредни кориснички интерфејси за производство:Многу корисни за апликации во 3D печатење, сечење форми, машински алати и роботика, разновидните софтверски пакети можат брзо да обезбедат лесен за прилагодување графички машински интерфејс, обезбедувајќи пат кон поголема разновидност. Дизајнирани имајќи ја предвид креативноста и оптимизацијата, интуитивните платформи, како Yaskawa Compass, им овозможуваат на производителите да брендираат и лесно да ги прилагодуваат екраните. Од вклучување на основните атрибути на машината до задоволување на потребите на клиентите, потребно е малку програмирање - бидејќи овие алатки обезбедуваат обемна библиотека од однапред изградени C# додатоци или овозможуваат увоз на прилагодени додатоци.
ИЗДИГНИ СЕ НАД
Иако процесите на единечен адитивен и одземачки метод остануваат популарни, во текот на следните неколку години ќе се случи поголемо поместување кон хибридниот адитивен/одземачки метод. Се очекува да расте со сложена годишна стапка на раст (CAGR) од 14,8 проценти до 2027 година.1, пазарот на машини за производство на хибридни адитивни материјали е подготвен да одговори на порастот на еволуирачките барања на клиентите. За да се издигнат над конкуренцијата, производителите треба да ги земат предвид предностите и недостатоците на хибридниот метод за нивното работење. Со можноста за производство на делови по потреба, со значително намалување на јаглеродниот отпечаток, хибридниот адитивен/одземен процес нуди некои атрактивни придобивки. Сепак, напредните технологии за овие процеси не треба да се занемаруваат и треба да се имплементираат во фабричките подови за да се овозможи поголема продуктивност и квалитет на производот.
Време на објавување: 13 август 2021 година
