Servo motory a roboty transformujú aditívne aplikácie. Naučte sa najnovšie tipy a aplikácie pri implementácii robotickej automatizácie a pokročilého riadenia pohybu pre aditívnu a subtraktívnu výrobu, ako aj to, čo bude ďalej: myslite hybridné aditívne/subtraktívne metódy.
Postupovanie automatizácie
Autor: Sarah Mellish a Rosemary Burns
Prijatie zariadení na konverziu energie, technológie riadenia pohybu, mimoriadne flexibilných robotov a eklektickej zmesi ďalších pokročilých technológií sú hnacími faktormi pre rýchly rast nových výrobných procesov v priemyselnom prostredí. Revolúcia v spôsobe, akým sa vyrábajú prototypy, diely a výrobky, aditívna a subtraktívna výroba sú dva hlavné príklady, ktoré poskytli výrobcovia účinnosti a úspory nákladov, aby zostali konkurencieschopní.
Aditívna výroba (AM), ktorá sa označuje ako 3D tlač (AM), je netradičná metóda, ktorá zvyčajne využíva údaje digitálneho dizajnu na vytváranie solídnych trojrozmerných objektov spájaním vrstvy materiálov po vrstve zdola nahor. Často výroby častí v tvare čísla (NNS) bez odpadu bez odpadu, používanie AM pre základné aj zložité návrhy produktov naďalej prenikajú v priemysle, ako sú automobilový priemysel, letectvo, energia, lekárska, preprava a spotrebné výrobky. Naopak, subtraktívny proces zahŕňa odstránenie sekcií z bloku materiálu vysokým presným rezaním alebo obrábaním na vytvorenie 3D produktu.
Napriek kľúčovým rozdielom sa aditívne a subtraktívne procesy nie vždy vzájomne vylučujú - pretože sa môžu použiť na doplnenie rôznych fáz vývoja produktu. Včasný koncepčný model alebo prototyp sa často vytvára aditívnym procesom. Po dokončení tohto produktu sa môžu vyžadovať väčšie dávky, čím sa dvere otvárajú na subtraktívnu výrobu. Nedávno, kde je čas podstatou, sa používajú hybridné metódy aditív/subtraktívnych metód na veci, ako je opravovanie poškodených/opotrebovaných dielov alebo vytváranie kvalitných dielov s menšou dodacou lehotou.
Automatizovať vpred
Aby sa uspokojili prísne požiadavky zákazníkov, výrobcovia integrujú celý rad drôtových materiálov, ako je nehrdzavejúca oceľ, nikel, kobalt, chróm, titán, hliník a ďalšie rozdielne kovy do svojej časti konštrukcie, počnúc mäkkým, ale silným substrátom a dokončením tvrdým, opotrebovaným opotrebením -Sistencia komponent. Čiastočne to odhalilo potrebu vysokovýkonných riešení pre vyššiu produktivitu a kvalitu v aditívnych aj subtraktívnych výrobných prostrediach, najmä ak sa týkajú procesov, ako je výroba aditív drôtu (WAAM), WAAM-subtraktívne, laserové opláštenie alebo dekorácie. Hlavné body zahŕňajú:
- Advanced Servo Technology:Aby sa lepšie riešili ciele času na trh a špecifikácie dizajnu zákazníkov, kde sa týka dimenzionálnej presnosti a kvality dokončenia, koncoví používatelia sa obracajú na pokročilé 3D tlačiarne s servo systémami (nad krokovými motormi) pre optimálne riadenie pohybu. Výhody servomotorov, ako je napríklad Sigma-7 Yaskawa, otáčajte aditívny proces na hlave a pomáhajú výrobcom prekonávať bežné problémy prostredníctvom schopností posunutia tlačiarne:
- Potlačenie vibrácií: Robustné servopohéty sa môžu pochváliť filtrami na potlačenie vibrácií, ako aj proti rezonancii a filtrom zárezov, čo vedie k extrémne hladkému pohybu, ktorý môže eliminovať vizuálne nepríjemné stupňové vedenia spôsobené vlnením krútiaceho momentu krokového krútiaceho momentu.
- Vylepšenie rýchlosti: Rýchlosť tlače vo výške 350 mm/s je teraz realitou, viac ako zdvojnásobenie priemernej rýchlosti tlače 3D tlačiarne pomocou krokového motora. Podobne je možné dosiahnuť cestovnú rýchlosť až do 1 500 mm/s pomocou rotačnej alebo 5 metrov/s pomocou lineárnej servo technológie. Extrémne rýchla schopnosť zrýchlenia poskytovaná prostredníctvom vysokovýkonných servov umožňuje rýchlejšie presunutie 3D tlačových hláv do svojich správnych pozícií. To ide dlhá cesta k zmierňovaniu potreby spomaliť celý systém, aby sa dosiahla požadovaná kvalita dokončenia. Následne táto aktualizácia v riadení pohybu tiež znamená, že koncoví používatelia môžu vyrábať viac dielov za hodinu bez obetovania kvality.
- Automatické ladenie: Servo Systémy môžu nezávisle vykonávať svoje vlastné ladenie, čo umožňuje prispôsobiť sa zmenám v mechanike tlačiarne alebo odchýlok v procese tlače. 3D krokové motory nevyužívajú spätnú väzbu polohy, čo znemožňuje kompenzovať zmeny v procesoch alebo nezrovnalosti v mechanike.
- Spätná väzba pre kodér: Robustné servoprsémy, ktoré ponúkajú spätnú väzbu pre absolútnu kódovač, musia vykonať rutinu navádzania iba raz, čo vedie k väčšiemu úspora prevádzky a nákladov. 3D tlačiarne, ktoré používajú technológiu krokového motora, nemajú túto funkciu a je potrebné byť navádzané zakaždým, keď sú zapnuté.
- Snímanie spätnej väzby: Extrudér 3D tlačiarne môže byť často prekážkou v procese tlače a krokový motor nemá schopnosť snímania spätnej väzby odhaliť extrudérový džem - deficit, ktorý môže viesť k zrúcanine celej tlačovej úlohy. S týmto vedomím môžu servopriestorové systémy zistiť zálohy extrudérov a zabrániť odstraňovaniu vlákna. Kľúčom k vynikajúcemu výkonu tlače je, že systém s uzavretým slučkom sústredený okolo optického kódovača s vysokým rozlíšením. Servo motory s 24-bitovým absolútnym kódovačom s vysokým rozlíšením môžu poskytnúť 16 777 216 bitov rozlíšenia spätnej väzby s uzavretou slučkou pre väčšiu os a presnosť extrudérov, ako aj synchronizáciu a ochranu džemu.
- Vysoko výkonné roboty:Rovnako ako robustné motory servomotorov transformujú aditívne aplikácie, aj roboty. Ich vynikajúci výkon cesty, tuhá mechanická štruktúra a hodnotenie vysokej ochrany prachu (IP)-v kombinácii s pokročilým reguláciou antibratácie a mullaxáciou-robia vysoko flexibilné šesťosové roboty ideálnou voľbou pre náročné procesy, ktoré obklopujú využitie 3D-osi Tlačiarne, ako aj kľúčové akcie pre metódy subtraktívnej výroby a hybridných prísad/subtraktívnych metód.
Robotická automatizácia bezplatná s 3D tlačiarenskými strojmi vo veľkej miere znamená manipuláciu s tlačenými časťami v inštaláciách s viacerými strojmi. Od vykladania jednotlivých častí z tlačového stroja až po oddelenie častí po viacdielnom tlačovom cykle, vysoko flexibilný a efektívny robot optimalizujte operácie pre väčšiu priepustnosť a zvýšenie produktivity.
Pri tradičnej 3D tlači sú roboty užitočné pri správe prášku, v prípade potreby doplňujúci prášok tlačiarne a odstránenie prášku z hotových častí. Podobne sa ľahko dosiahne dosiahnuté úlohy dokončenia ďalších úloh, ktoré sú obľúbené s kovovou výrobou, ako je brúsenie, leštenie, deburovanie alebo rezanie. Kontrola kvality, ako aj potreby obalov a logistiky sa tiež uspokojujú s robotickou technológiou a uvoľňujú výrobcov, aby sa zamerali na svoj čas na prácu s pridanou hodnotou, napríklad na vlastnú výrobu.
Pre väčšie obrobky sú priemyselné roboty s dlhým dosahom určené na priame presun hlavy 3D tlačiarne. To v spojení s periférnymi nástrojmi, ako sú rotujúce základne, polohovače, lineárne stopy, poľnohospodárske a ďalšie, poskytujú pracovný priestor potrebný na vytvorenie priestorových štruktúr voľnej formy. Okrem klasického rýchleho prototypovania sa roboti používajú na výrobu veľkých objemových dielov, formy, formy, 3D v tvare krovy a veľkoformátových hybridných častí. - Riadiaky viac ako osi:Inovatívna technológia na pripojenie až 62 osí pohybu v jednom prostredí v súčasnosti umožňuje multi-synchronizáciu širokej škály priemyselných robotov, servo-systémov a variabilných frekvenčných jednotiek používaných v aditívnych, subtraktívnych a hybridných procesoch. Celá rodina zariadení môže teraz bezproblémovo spolupracovať pod úplným ovládaním a monitorovaním PLC (programovateľný logický radič) alebo ovládača stroja IEC, ako je napríklad MP3300IEC. Často naprogramované pomocou dynamického softvérového balíka IEC 61131, ako je napríklad MotionWorks IEC, profesionálne platformy, ako je tento, využívajú známe nástroje (tj. Reprap G-kódy, diagram funkčného bloku, štruktúrovaný text, rebrík atď.). Na uľahčenie ľahkej integrácie a optimalizáciu prevádzkyschopnosti stroja sú zahrnuté hotové nástroje, ako je kompenzácia na vyrovnanie postele, reguláciu tlaku extrudéra, viacnásobné vreteno a riadenie extrudérov.
- Rozšírené výrobné používateľské rozhrania:Vysoko prospešné pre aplikácie v 3D tlači, rezaní tvaru, stroje a robotiky, rôzne softvérové balíčky môžu rýchlo dodať ľahko prispôsobiteľné grafické rozhranie stroja, čo poskytuje cestu k väčšej všestrannosti. Intuitívne platformy, ako napríklad Yaskawa Compass, navrhnuté s ohľadom na kreativitu a optimalizáciu, umožňujú výrobcom značku a ľahko prispôsobiť obrazovky. Od zahrnutia atribútov základných strojov až po uspokojenie potrieb zákazníkov je potrebné malé programovanie-pretože tieto nástroje poskytujú rozsiahlu knižnicu predbežných doplnkov C# alebo povoľujú import vlastných doplnkov.
Nadol
Zatiaľ čo jediné aditívne a subtraktívne procesy zostávajú populárne, v najbližších rokoch sa vyskytne väčší posun smerom k hybridnej prísadnej/subtraktívnej metóde. Očakáva sa, že do roku 2027 bude rásť pri zloženej ročnej miere rastu (CAGR) 14,8 %1, trh s výrobnými strojmi pre hybridné prísady je pripravený splniť zvýšenie vyvíjajúcich sa požiadaviek zákazníkov. Aby sa zvýšili nad konkurenciu, výrobcovia by mali zvážiť výhody a nevýhody hybridnej metódy ich činnosti. Vďaka schopnosti vyrábať časti podľa potreby, pri veľkom znížení uhlíkovej stopy ponúka hybridný aditívny/subtraktívny proces určité atraktívne výhody. Bez ohľadu na to by sa pokročilé technológie týchto procesov nemali prehliadať a mali by sa implementovať na podlahách v obchodoch, aby sa uľahčila vyššia produktivita a kvalita produktu.
Čas príspevku: august-13-2021
