A szervómotorok és a robotok átalakítják az additív alkalmazásokat. Ismerje meg a legfrissebb tippeket és alkalmazásokat a robot automatizálás és a fejlett mozgásvezérlés bevezetésekor az adalékanyagok és a szubtraktív gyártáshoz, valamint a következő: Gondolj a hibrid additív/szubtraktív módszerekre.
Előrehaladó automatizálás
Írta: Sarah Mellish és Rosemary Burns
Az energiakonverziós eszközök, a mozgásvezérlő technológia, a rendkívül rugalmas robotok elfogadása és az egyéb fejlett technológiák eklektikus keveréke ösztönzi az új gyártási folyamatok gyors növekedését az ipari tájban. A prototípusok, alkatrészek és termékek készítésének forradalmasítása, az adalékanyagok és a szubtraktív gyártás két elsődleges példa, amelyek a hatékonyságot és a költségmegtakarítást a gyártók számára versenyképes állapotban kívánják tartani.
A 3D-s nyomtatásnak nevezett adalékanyag-gyártás (AM) egy nem hagyományos módszer, amely általában a digitális tervezési adatokat használja szilárd háromdimenziós objektumok létrehozására az anyagréteg rétegre történő összeolvadásával alulról felfelé. Gyakran háló alakú (NNS) alkatrészeket készítenek hulladék nélkül. Éppen ellenkezőleg, a szubtraktív folyamat magában foglalja a szakaszok eltávolítását az anyagblokkból nagy pontosságú vágással vagy megmunkálással, hogy 3D terméket hozzon létre.
A legfontosabb különbségek ellenére az additív és szubtraktív folyamatok nem mindig kizárják egymást, mivel felhasználhatók a termékfejlesztés különféle szakaszaiban. A korai koncepciómodellt vagy prototípust az additív folyamat gyakran hozza létre. Miután ezt a terméket véglegesítik, nagyobb tételekre lehet szükség, kinyitva az ajtót a szubtraktív gyártáshoz. A közelmúltban, ahol az idő alapvető, a hibrid additív/szubtraktív módszereket alkalmazzák olyan dolgokra, mint például a sérült/kopott alkatrészek javítása vagy a kevesebb átfutási idővel rendelkező minőségi alkatrészek létrehozása.
Automatizálja az előre
A szigorú vevői igények kielégítése érdekében a gyártók olyan vezetékes anyagokat integrálnak, mint a rozsdamentes acél, a nikkel, a kobalt, a króm, a titán, az alumínium és más eltérő fémek a részük konstrukciójába, kezdve egy puha, mégis erős szubsztráttal, és kemény, kopással, kopással, kopással végezzék el a befejezést. -A védekező komponens. Ez részben feltárta, hogy szükség van nagy teljesítményű megoldásokra a nagyobb termelékenység és a minőség érdekében mind az adalékanyagok, mind a szubtraktív gyártási környezetben, különösen akkor, ha olyan folyamatok, mint a vezetékes ív-adalékanyagok gyártása (WAAM), a WAAM-TUNTRACTRACTIA, Lézeres burkolat-szubtraktív vagy dekoráció. A legfontosabb események a következők:
- Fejlett szervótechnika:Annak érdekében, hogy jobban megismerjék a piaci célokat és az ügyfelek tervezési előírásait, ahol a dimenziós pontosság és a befejezés minősége vonatkozik, a végfelhasználók az optimális mozgásvezérlés érdekében a fejlett 3D-s nyomtatókhoz fordulnak (a léptetőmotorok felett). A szervómotorok előnyei, mint például a Yaskawa Sigma-7, a fejére fordítják az additív folyamatot, segítve a gyártóknak a nyomtató-fokozó képességek révén a gyakori kérdéseket:
- Rezgéscsökkentés: A robusztus szervomotorok büszkélkedhetnek a rezgéscsökkentési szűrőkkel, valamint az anti-rezonancia és a bevágások szűrőkkel, rendkívül sima mozgással, amely kiküszöböli a látható motoros nyomaték fodrozódása által okozott vizuálisan kellemetlen lépcsős vonalakat.
- Sebességjavítás: A 350 mm/sec nyomtatási sebesség most valóság, több mint megduplázva a 3D -s nyomtató átlagos nyomtatási sebességét egy léptetőmotor segítségével. Hasonlóképpen, legfeljebb 1500 mm/sec utazási sebességet lehet elérni Rotary vagy 5 méter/sec lineáris szervótechnika alkalmazásával. A rendkívül gyors gyorsulási képesség a nagy teljesítményű ServO-k segítségével lehetővé teszi a 3D nyomtatási fejeket, hogy gyorsabban mozgassák a megfelelő helyzetbe. Ez hosszú utat eredményez annak enyhítésére, hogy egy teljes rendszert lassítsunk a kívánt befejezésminőség elérése érdekében. Ezt követően ez a mozgásvezérlés frissítése azt is jelenti, hogy a végfelhasználók óránként több alkatrészt készíthetnek a minőség feláldozása nélkül.
- Automatikus hangolás: A Servo Systems önállóan elvégezheti saját egyedi hangolását, ami lehetővé teszi a nyomtatási folyamatban a nyomtató vagy az eltérések mechanikájának változásaihoz való alkalmazkodást. A 3D -s léptetőmotorok nem használják a pozíciós visszajelzést, így szinte lehetetlenné teszik a mechanika folyamatainak vagy eltéréseinek változásainak kompenzálását.
- A kódoló visszajelzése: Az abszolút kódoló visszajelzéseket nyújtó robusztus szervo rendszerek csak egyszer kell végrehajtaniuk a beillesztési rutinot, ami nagyobb teljesítményt és költségmegtakarítást eredményez. A 3D -s nyomtatók, akik a léptetőmotor technológiát használják, hiányzik ez a szolgáltatás, és minden alkalommal, amikor bekapcsolják, meg kell házon kívül.
- Visszajelzés -érzékelés: A 3D -s nyomtató extruderje gyakran szűk keresztmetszet lehet a nyomtatási folyamatban, és a léptetőmotornak nincs visszacsatolás -érzékelési képessége az extruder lekvár észlelésére - ez egy olyan hiány, amely a teljes nyomtatási feladat tönkremenéséhez vezethet. Ezt szem előtt tartva, a szervo rendszerek képesek felismerni az extruder biztonsági másolatát és megakadályozhatják az izzósok sztrippelését. A kiváló nyomtatási teljesítmény kulcsa az, hogy egy zárt hurkú rendszert egy nagy felbontású optikai kódoló köré összpontosít. A 24 bites abszolút nagy felbontású kódolóval rendelkező szervomotorok 16 777 216 bit zárt hurkú visszacsatolási felbontást biztosíthatnak a nagyobb tengely és az extruder pontosság érdekében, valamint a szinkronizálás és a lekvárvédelem érdekében.
- Nagyteljesítményű robotok:Csakúgy, mint a robusztus szervomotorok átalakítják az additív alkalmazásokat, úgy is, mint a robotok. Kiváló útvonal-teljesítményük, merev mechanikai szerkezetük és nagy porvédő (IP) besorolások-a fejlett rezgésellenes kontroll és a többtengelyes képességgel kombinálva-a rendkívül rugalmas hattengelyes robotok ideális lehetőséget kínálnak a 3D-s felhasználásának igényes folyamatainak számára A nyomtatók, valamint a szubtraktív gyártás és a hibrid adalékanyag/szubtraktív módszerek kulcsfontosságú tevékenységei.
A 3D-s nyomtatógépekhez ingyenes robot automatizálás széles körben magában foglalja a nyomtatott alkatrészek kezelését a multi-gépes telepítésekben. Az egyes alkatrészek kirakodásától a nyomtatógépről az alkatrészek elválasztásáig a többrészes nyomtatási ciklus után, a rendkívül rugalmas és hatékony robotok optimalizálják a műveleteket a nagyobb teljesítmény és a termelékenység növekedése érdekében.
A hagyományos 3D -s nyomtatás segítségével a robotok hasznosak a porkezelésben, szükség esetén a nyomtató por újratöltése és a por eltávolítása a kész alkatrészekből. Hasonlóképpen, a fémgyártásban népszerű más, a csiszolás, a polírozás, a vitorlás vagy a vágás során népszerű részek elvégzése könnyen megvalósítható. A minőségi ellenőrzést, valamint a csomagolási és logisztikai igényeket szintén kielégítik a robot technológiával, felszabadítva a gyártókat, hogy idejüket a magasabb hozzáadott értékű munkákra, például az egyedi gyártásra összpontosítsák.
Nagyobb munkadarabok esetén a hosszú távú ipari robotok kerülnek arra, hogy közvetlenül mozgatják a 3D nyomtató extrudálási fejét. Ez a perifériás szerszámokkal, például a forgó bázisokkal, a pozicionálókkal, a lineáris sávokkal, a Gantries-kel és még sok mással együtt biztosítja a térbeli szabad formájú struktúrák létrehozásához szükséges munkaterületet. A klasszikus gyors prototípus-készítésén kívül a robotokat nagy mennyiségű szabad formájú alkatrészek, penészformák, 3D alakú rácsos konstrukciók és nagy formátumú hibrid alkatrészek gyártására használják. - Többtengelyes gépvezérlők:Az innovatív technológia akár 62 mozgási tengely egyetlen környezetben történő csatlakoztatásához most az ipari robotok, szervo rendszerek és változó frekvenciameghajtások széles skálájának többszinkronizálását végzi az additív, szubtraktív és hibrid folyamatokban alkalmazott változó frekvenciameghajtások. Egy egész eszközcsalád most zökkenőmentesen működhet együtt egy PLC (programozható logikai vezérlő) vagy IEC gépvezérlő, például az MP3300EC teljes vezérlése és megfigyelése alatt. Gyakran egy dinamikus 61131 IEC szoftvercsomaggal programozva, mint például a MotionWorks IEC, az ilyen professzionális platformok ismerős eszközöket használnak (azaz a G-kódok, a funkcióblokk-diagram, a strukturált szöveg, a létra diagram stb.). Az egyszerű integráció megkönnyítése és a gépi üzemidő, a kész eszközök, például az ágy kiegyenlítő kompenzációja, az extruder nyomásfejlesztési vezérlése, a több orsó és az extruder vezérlésének optimalizálása.
- Fejlett gyártási felhasználói interfészek:Nagyon előnyös a 3D nyomtatás, az alakvágás, a szerszámgép és a robotika alkalmazásaihoz, a különféle szoftvercsomagok gyorsan képesek egy könnyen elkötelezhető grafikus gép interfészet, amely utat biztosít a nagyobb sokoldalúsághoz. A kreativitás és az optimalizálás szem előtt tartásával tervezték, az intuitív platformok, mint például a Yaskawa Compass, lehetővé teszik a gyártók számára, hogy márkanéveket és könnyen testreszabhassák a képernyőket. Az alapvető gép-attribútumok bevonásától kezdve az ügyfelek igényeinek kielégítéséig kevés programozásra van szükség-mivel ezek az eszközök kiterjedt könyvtárat biztosítanak az előkészített C# plug-inekről, vagy lehetővé teszik az egyéni plug-inek importálását.
Felfelé emelkedik
Noha az egyetlen additív és szubtraktív folyamatok továbbra is népszerűek, a következő néhány évben nagyobb a hibrid additív/szubtraktív módszer felé történő elmozdulás. Várhatóan 2027 -ig 14,8 százalékos összetett éves növekedési ütemben (CAGR) növekszik1, a hibrid adalékanyag -gyártógép -piac arra kész, hogy megfeleljen a fejlődő ügyfelek igényeinek felfelé. A verseny fölé emelkedése érdekében a gyártóknak mérlegelniük kell a hibrid módszer előnyeit és hátrányait. Annak képességével, hogy szükség szerint alkatrészeket készítsen, a szénlábnyom jelentős csökkenése érdekében a hibrid adalékanyag/szubtraktív folyamat vonzó előnyöket kínál. Függetlenül attól, hogy ezeknek a folyamatoknak a fejlett technológiáit nem szabad figyelmen kívül hagyni, és azokat a bolt padlóin kell végrehajtani, hogy megkönnyítsék a nagyobb termelékenységet és a termékminőséget.
A postai idő: augusztus-13-2021
