Servo motori un roboti pārveido piedevu lietojumprogrammas. Uzziniet jaunākos padomus un lietojumprogrammas, ieviešot robotu automatizāciju un uzlabotu kustības kontroli piedevām un atņemošai ražošanai, kā arī to, kas nākamais: domājiet par hibrīda piedevu/atņemšanas metodēm.
Automatizācijas uzlabošana
Autore Sāra Mellish un Rosemary Burns
Jaudas pārveidošanas ierīču, kustības kontroles tehnoloģijas, ārkārtīgi elastīgo robotu un eklektisku citu progresīvu tehnoloģiju sajaukuma pieņemšana ir virzošie faktori, lai strauji izaugtu jauniem ražošanas procesiem visā rūpnieciskajā ainavā. Revolūcijas veidošana, kā tiek izgatavoti prototipu, detaļu un produktu, piedevas un atņemšanas ražošana ir divi galvenie piemēri, kas ir nodrošinājuši efektivitātes un izmaksu ietaupījumus, ko izgatavotāji cenšas saglabāt konkurētspēju.
Tiek dēvēta par 3D drukāšanu, piedevu ražošana (AM) ir netradicionāla metode, kas parasti izmanto digitālā dizaina datus, lai izveidotu cietus trīsdimensiju objektus, sakausējot materiālus slāni slānī no apakšas uz augšu. Bieži vien, veidojot gandrīz tīkla formas (NNS) detaļas bez atkritumiem, AM izmantošana gan pamata, gan sarežģītā produktu dizainā turpina izplatīt tādas nozares kā automobiļu, kosmiskā, enerģijas, medicīniskā, transporta un patēriņa produktu. Gluži pretēji, atņemšanas process nozīmē sadaļu noņemšanu no materiāla bloka ar augstu precizitātes griešanu vai apstrādi, lai izveidotu 3D produktu.
Neskatoties uz galvenajām atšķirībām, piedevu un atņemšanas procesi ne vienmēr ir savstarpēji izslēdzoši - jo tos var izmantot, lai papildinātu dažādus produktu attīstības posmus. Agrīna koncepcijas modeli vai prototipu bieži veido piedevas process. Kad šis produkts ir pabeigts, var būt vajadzīgas lielākas partijas, atverot durvis atņemšanas ražošanai. Pavisam nesen, kad laiks ir būtisks, tiek izmantotas hibrīda piedevas/atņemšanas metodes tādām lietām kā bojāto/nolietoto daļu remonts vai kvalitatīvu detaļu radīšana ar mazāku sagatavošanās laiku.
Automatizēt uz priekšu
Lai apmierinātu stingras klientu prasības, izgatavotāji integrē virkni stiepļu materiālu, piemēram, nerūsējošā tērauda, niķeļa, kobalta, hroma, titāna, alumīnija un citus atšķirīgus metālus to daļā, sākot ar mīkstu, bet spēcīgu substrātu un apdari ar cietu, nodilumu -Rezistents komponents. Daļēji tas ir atklājis nepieciešamību pēc augstas veiktspējas risinājumiem, lai iegūtu lielāku produktivitāti un kvalitāti gan piedevu, gan atņemšanas ražošanas vidē, it īpaši gadījumos, kad procesi, piemēram, stiepļu loka piedevu ražošana (WAAM), WAAM-subtective, lāzera apšuvuma-Subtective vai dekorēšana. Svarīgākie notikumi ir:
- Uzlabota servo tehnoloģija:Lai labāk adresētu laika un klientu dizaina specifikācijas, kur ir saistīta ar dimensiju precizitāti un apdares kvalitāti, gala lietotāji optimālai kustības kontrolei vēršas pie uzlabotiem 3D printeriem ar servo sistēmām (virs pakāpju motoriem). Servo motoru, piemēram, Yaskawa's Sigma-7, priekšrocības pagriež piedevas procesu uz galvas, palīdzot izgatavotājiem pārvarēt parastās problēmas, izmantojot printera pastiprināšanas iespējas:
- Vibrācijas nomākums: izturīgi servo motori var lepoties ar vibrācijas slāpēšanas filtriem, kā arī pretrezonanses un iegriezuma filtriem, iegūstot ārkārtīgi gludu kustību, kas var novērst vizuāli nepatīkamās pakāpes līnijas, ko izraisa pakāpju motora griezes momenta pulsācija.
- Ātruma uzlabošana: drukas ātrums 350 mm/sek tagad ir realitāte, vairāk nekā divkāršot 3D printera vidējo drukas ātrumu, izmantojot pakāpiena motoru. Tāpat ceļojuma ātrumu līdz 1500 mm/sek var sasniegt, izmantojot Rotary vai līdz 5 metrus/sek, izmantojot lineāro servo tehnoloģiju. Īpaši ātrā paātrinājuma spēja, kas tiek nodrošināta, izmantojot augstas veiktspējas servos, ļauj ātrāk pārvietot 3D drukas galviņas pareizajā pozīcijā. Tas ir tāls ceļš, lai mazinātu nepieciešamību palēnināt visu sistēmu, lai sasniegtu vēlamo apdares kvalitāti. Pēc tam šis kustības kontroles jauninājums nozīmē arī to, ka gala lietotāji stundā var izgatavot vairāk detaļu, neupurējot kvalitāti.
- Automātiska noregulēšana: servo sistēmas var patstāvīgi veikt savu pielāgoto noregulēšanu, kas ļauj pielāgoties printera vai dispersiju izmaiņām drukāšanas procesā. 3D pakāpju motori neizmanto atgriezenisko saiti pozīcijā, padarot gandrīz neiespējamu kompensēt izmaiņas procesos vai neatbilstībās mehānikā.
- Kodētāja atgriezeniskā saite: robustām servo sistēmām, kas piedāvā absolūto kodētāja atgriezenisko saiti, ir jāveic tikai vienreizēji mājas kārtība, kā rezultātā tiek ietaupīti lielāki un izmaksu ietaupījumi. 3D printeri, kas izmanto pakāpju motora tehnoloģiju, trūkst šīs funkcijas, un tie ir jāatrodas katru reizi, kad tie tiek darbināti.
- Atgriezeniskās saites noteikšana: 3D printera ekstrūders drukāšanas procesā bieži var būt sašaurinājums, un pakāpju motoram nav atgriezeniskās saites spējas noteikt ekstrūdera ievārījumu - deficītu, kas var izraisīt visa drukas darba sagrautu. Paturot to prātā, servo sistēmas var noteikt ekstrūdera dublējumus un novērst kvēldiega noņemšanu. Augstākās drukas veiktspējas atslēga ir slēgtas cikla sistēma, kuras centrā ir augstas izšķirtspējas optiskais kodētājs. Servo motori ar 24 bitu absolūto augstas izšķirtspējas kodētāju var nodrošināt 16 777 216 bitu slēgtas cilpas atgriezeniskās saites izšķirtspēju lielākai ass un ekstrūdera precizitātei, kā arī sinhronizācijas un ievārījumu aizsardzībai.
- Augstas veiktspējas roboti:Tāpat kā izturīgi servo motori pārveido piedevu lietojumprogrammas, tāpat ir arī roboti. Viņu izcilā ceļa veiktspēja, stingra mehāniskā struktūra un augstā aizsardzības (IP) reitings-apvienojumā ar uzlabotām anti-vibrācijas kontroli un vairāku asu iespējām-padara ļoti elastīgus sešu asu robotus par ideālu iespēju prasīgajiem procesiem, kas ieskauj 3D izmantošanu printeri, kā arī galvenās darbības atņemšanas ražošanas un hibrīdu piedevu/atņemšanas metodēm.
Robotu automatizācija, kas papildina 3D drukas mašīnas, plaši nozīmē drukātu detaļu apstrādi vairāku mašīnu instalācijās. Sākot ar atsevišķu detaļu izkraušanu no drukas mašīnas un beidzot ar detaļu atdalīšanu pēc daudzdaļīga drukas cikla, ļoti elastīgi un efektīvi roboti optimizē operācijas lielākai caurlaidspējai un produktivitātes pieaugumam.
Izmantojot tradicionālo 3D drukāšanu, roboti ir noderīgi ar pulvera pārvaldību, pēc nepieciešamības uzpildot printera pulveri, un pulvera noņemšanu no gatavām detaļām. Līdzīgi tiek viegli sasniegt citas daļas apdares uzdevumus, kas populāri ir metāla izgatavošanā, piemēram, slīpēšana, pulēšana, deburēšana vai griešana. Kvalitātes pārbaude, kā arī iepakojuma un loģistikas vajadzības tiek apmierinātas arī ar robotu tehnoloģiju, atbrīvojot izgatavotājus, lai savu laiku koncentrētu uz augstāku pievienoto vērtību, piemēram, pielāgotu izgatavošanu.
Lielākiem darbiem tiek veikti ilggadēja rūpniecības roboti, lai tieši pārvietotu 3D printera ekstrūzijas galvu. Tas kopā ar perifēriskajiem instrumentiem, piemēram, rotējošām bāzēm, pozicionētājiem, lineārajiem celiņiem, gantrijām un daudz ko citu, nodrošina darbvietu, kas nepieciešama, lai izveidotu telpiskās brīvas formas struktūras. Papildus klasiskajam ātrajam prototipam, roboti tiek izmantoti liela tilpuma brīvas formas detaļu, pelējuma formu, 3D formas kopņu konstrukciju un lielas formāta hibrīda detaļu izgatavošanai. - Vairāku asu mašīnu kontrolieri:Inovatīva tehnoloģija, lai savienotu līdz 62 kustības asīm vienā vidē, tagad veic daudz sinhronizāciju plaša spektra rūpniecisko robotu, servo sistēmu un mainīgu frekvences diskdziņiem, ko izmanto iespējamos piedevu, atņemšanas un hibrīda procesos. Tagad visa ierīču saime tagad var nemanāmi strādāt kopā ar PLC (programmējama loģiskā kontroliera) vai IEC mašīnas kontroliera, piemēram, MP3300EC, kontroli un uzraudzību. Bieži ieprogrammēts ar dinamisku 61131 IEC programmatūras paketi, piemēram, MotionWorks IEC, tādās profesionālās platformās kā šī tiek izmantota pazīstami rīki (ti, reprapp g-kodi, funkciju bloka diagramma, strukturēts teksts, kāpņu diagramma utt.). Lai atvieglotu vieglu integrāciju un optimizētu mašīnu darbību, ir iekļauti gatavi rīki, piemēram, gultas izlīdzināšanas kompensācija, ekstrudera spiediena avansa kontrole, vairākas vārpstas un ekstrūdera kontrole.
- Uzlabotas ražošanas lietotāja saskarnes:Ļoti izdevīgi lietojumiem 3D drukāšanā, formas griešanā, darbgaldā un robotikā, dažādās programmatūras paketēs var ātri nodrošināt viegli pielāgojamu grafisko mašīnas saskarni, nodrošinot ceļu uz lielāku daudzpusību. Paredzēts, ņemot vērā radošumu un optimizāciju, intuitīvas platformas, piemēram, Yaskawa Compass, ļauj ražotājiem zīmolu un viegli pielāgot ekrānus. Sākot ar galveno mašīnas atribūtu iekļaušanu klientu vajadzību apmierināšanai, ir nepieciešama neliela programmēšana-jo šie rīki nodrošina plašu pirmsenerģijas c# spraudņu bibliotēku vai ļauj importēt pielāgotos spraudņus.
Pacelties virs
Kaut arī vienas piedevas un atņemšanas procesi joprojām ir populāri, tuvāko gadu laikā notiks lielāka pāreja uz hibrīdu piedevu/atņemšanas metodi. Paredzams, ka līdz 2027. gadam ar saliktu gada pieauguma tempu (CAGR) būs 14,8 procenti1, Hibrīdu piedevu ražošanas mašīnu tirgus ir gatavs apmierināt klientu prasību attīstību. Lai paceltos virs konkurences, ražotājiem jāsver hibrīda metodes plusi un mīnusi viņu darbībai. Ar spēju ražot detaļas pēc vajadzības, lai ievērojami samazinātu oglekļa pēdas nospiedumu, hibrīdu piedevas/atņemšanas process piedāvā dažas pievilcīgas priekšrocības. Neatkarīgi no tā, šo procesu uzlabotās tehnoloģijas nevajadzētu aizmirst, un tās jāīsteno veikalu grīdās, lai atvieglotu lielāku produktivitāti un produktu kvalitāti.
Pasta laiks: augusts-13-2021
