Servo varikliai ir robotai keičia priedų pritaikymą. Sužinokite naujausius patarimus ir taikomąsias programas diegdami robotų automatizavimą ir pažangų judesio valdymą, skirtą pridėtinei ir atimtai gamybai, taip pat ką toliau: pagalvokite apie hibridinius priedų / atimties metodus.
PATOBULINTA AUTOMATIKA
Sarah Mellish ir RoseMary Burns
Galios konvertavimo įtaisai, judesio valdymo technologija, ypač lankstūs robotai ir eklektiškas kitų pažangių technologijų derinys yra veiksniai, skatinantys spartų naujų gamybos procesų augimą pramonėje. Keičiantis prototipų, dalių ir gaminių gamybos būdui, adityvinė ir atimtinė gamyba yra du puikūs pavyzdžiai, kurie padėjo užtikrinti, kad gamintojai siekia išlikti konkurencingi.
3D spausdinimas vadinamas priedų gamyba (AM) yra netradicinis metodas, kuris paprastai naudoja skaitmeninio projektavimo duomenis, kad būtų sukurti tvirti trimačiai objektai, sulydant medžiagas sluoksnis po sluoksnio iš apačios į viršų. Dažnai gaminant beveik tinklo formos (NNS) dalis be atliekų, AM naudojimas tiek pagrindiniam, tiek sudėtingam gaminių dizainui ir toliau plinta tokiose pramonės šakose kaip automobilių, aviacijos, energetikos, medicinos, transporto ir plataus vartojimo prekės. Atvirkščiai, atimties procesas apima dalių pašalinimą iš medžiagos bloko labai tiksliai pjaustant arba apdirbant, kad būtų sukurtas 3D produktas.
Nepaisant pagrindinių skirtumų, sudėjimo ir atimties procesai ne visada yra vienas kitą paneigiantys, nes jie gali būti naudojami įvairiems produkto kūrimo etapams papildyti. Ankstyvasis koncepcijos modelis arba prototipas dažnai sukuriamas naudojant priedų procesą. Kai šis produktas bus baigtas, gali prireikti didesnių partijų, atveriant duris atimamajai gamybai. Visai neseniai, kai laikas yra labai svarbus, hibridiniai priedų / atimties metodai taikomi tokiems dalykams kaip pažeistų / susidėvėjusių dalių taisymas arba kokybiškų dalių kūrimas su trumpesniu pristatymo laiku.
AUTOMATIZUOTI PERSIEKTI
Siekdami patenkinti griežtus klientų poreikius, gamintojai į savo dalių konstrukciją integruoja įvairias vielos medžiagas, tokias kaip nerūdijantis plienas, nikelis, kobaltas, chromas, titanas, aliuminis ir kiti skirtingi metalai, pradedant minkštu, bet tvirtu pagrindu ir baigiant kietu, susidėvėjusiu. - atsparus komponentas. Iš dalies tai atskleidė didelio našumo sprendimų poreikį, siekiant didesnio našumo ir kokybės tiek adityvinėje, tiek atimančiojoje gamybos aplinkoje, ypač kai tai susiję su tokiais procesais kaip vielos lanko priedų gamyba (WAAM), WAAM atimtis, lazerinis padengimas atimantis arba dekoravimas. Svarbiausi dalykai:
- Pažangi servo technologija:Siekdami geriau įgyvendinti laiko pateikimo rinkai tikslus ir klientų dizaino specifikacijas, susijusias su matmenų tikslumu ir apdailos kokybe, galutiniai vartotojai kreipiasi į pažangius 3D spausdintuvus su servosistemomis (virš žingsninių variklių), kad galėtų optimaliai valdyti judesį. Servo variklių, tokių kaip Yaskawa Sigma-7, pranašumai paverčia priedų procesą ant galvos, o tai padeda gamintojams išspręsti įprastas problemas dėl spausdintuvo patobulinimo:
- Vibracijos slopinimas: tvirti servo varikliai turi vibraciją slopinančius filtrus, taip pat antirezonansinius ir įpjovos filtrus, užtikrinančius itin sklandų judesį, kuris gali pašalinti vizualiai nemalonias laiptuotas linijas, kurias sukelia žingsninio variklio sukimo momento bangavimas.
- Greičio padidinimas: 350 mm/s spausdinimo greitis dabar yra realybė, daugiau nei dvigubai viršijanti vidutinį 3D spausdintuvo, naudojant žingsninį variklį, spausdinimo greitį. Panašiai galima pasiekti iki 1500 mm/s važiavimo greitį naudojant rotacinį arba iki 5 metrų/sek. naudojant linijinę servo technologiją. Dėl itin greito pagreičio, kurį suteikia didelio našumo servo įrenginiai, 3D spausdinimo galvutes galima greičiau perkelti į tinkamas vietas. Tai labai padeda sumažinti poreikį sulėtinti visą sistemą, kad būtų pasiekta norima apdailos kokybė. Vėliau šis judesio valdymo atnaujinimas taip pat reiškia, kad galutiniai vartotojai gali pagaminti daugiau dalių per valandą neprarandant kokybės.
- Automatinis derinimas: servo sistemos gali savarankiškai atlikti savo individualų derinimą, kuris leidžia prisitaikyti prie spausdintuvo mechanikos pokyčių ar spausdinimo proceso skirtumų. 3D žingsniniai varikliai nenaudoja padėties grįžtamojo ryšio, todėl beveik neįmanoma kompensuoti procesų pokyčių ar mechanikos neatitikimų.
- Encoder grįžtamasis ryšys: tvirtoms servo sistemoms, kurios siūlo absoliutų kodavimo grįžtamąjį ryšį, reikia atlikti tik vieną kartą, kad būtų galima sutaupyti daugiau veikimo laiko ir sutaupyti išlaidų. 3D spausdintuvams, kuriuose naudojama žingsninio variklio technologija, šios funkcijos trūksta, todėl kiekvieną kartą įjungus maitinimą, juos reikia statyti namuose.
- Grįžtamojo ryšio jutimas: 3D spausdintuvo ekstruderis dažnai gali būti kliūtis spausdinimo procese, o žingsninis variklis neturi grįžtamojo ryšio jutimo gebėjimo aptikti ekstruderio strigtį – tai trūkumas, dėl kurio gali sugriauti visa spausdinimo užduotis. Turint tai omenyje, servo sistemos gali aptikti ekstruderio atsargines kopijas ir užkirsti kelią gijų nuplėšimui. Svarbiausias spausdinimo efektyvumas yra uždaro ciklo sistema, sutelkta aplink didelės raiškos optinį kodavimo įrenginį. Servo varikliai su 24 bitų absoliučios didelės skiriamosios gebos koduotuvu gali užtikrinti 16 777 216 bitų uždarojo ciklo grįžtamojo ryšio skiriamąją gebą, kad būtų didesnis ašies ir ekstruderio tikslumas, taip pat sinchronizavimas ir apsauga nuo strigčių.
- Didelio našumo robotai:Kaip tvirti servo varikliai keičia priedų pritaikymą, taip ir robotai. Dėl puikių trajektorijų, standžios mechaninės struktūros ir aukštų apsaugos nuo dulkių (IP) įvertinimų kartu su pažangia antivibracijos kontrole ir kelių ašių galimybe labai lankstūs šešių ašių robotai yra idealus pasirinkimas sudėtingiems procesams, susijusiems su 3D panaudojimu. spausdintuvai, taip pat pagrindiniai atimančios gamybos ir hibridinių priedų/atimties metodų veiksmai.
3D spausdinimo mašinoms papildomas robotų automatizavimas plačiai apima spausdintų dalių tvarkymą kelių mašinų įrenginiuose. Nuo atskirų dalių iškrovimo iš spausdinimo mašinos iki dalių atskyrimo po kelių dalių spausdinimo ciklo – labai lankstūs ir efektyvūs robotai optimizuoja operacijas, kad padidėtų našumas ir našumas.
Naudojant tradicinį 3D spausdinimą, robotai padeda valdyti miltelius, prireikus papildyti spausdintuvo miltelius ir pašalinti miltelius iš gatavų dalių. Panašiai nesunkiai atliekamos ir kitos metalo gamyboje populiarios detalių apdailos užduotys, pvz., šlifavimas, poliravimas, šlifavimas ar pjovimas. Kokybės tikrinimo, pakavimo ir logistikos poreikiai taip pat tenkinami naudojant robotų technologijas, todėl gamintojai gali sutelkti savo laiką į didesnės pridėtinės vertės darbus, pavyzdžiui, gamybą pagal užsakymą.
Didesniems ruošiniams naudojami ilgo veikimo pramoniniai robotai, skirti tiesiogiai perkelti 3D spausdintuvo ekstruzijos galvutę. Tai kartu su periferiniais įrankiais, tokiais kaip besisukantys pagrindai, padėties nustatymo įtaisai, linijiniai takeliai, portalai ir kt., suteikia darbo erdvę, reikalingą erdvinėms laisvos formos struktūroms sukurti. Be klasikinio greitojo prototipų kūrimo, robotai naudojami didelės apimties laisvos formos detalių, liejimo formų, 3D formos santvarų konstrukcijų ir didelio formato hibridinių dalių gamybai. - Daugiaašiai mašinų valdikliai:Naujoviška technologija, skirta sujungti iki 62 judesio ašių vienoje aplinkoje, dabar leidžia sinchronizuoti daugybę pramoninių robotų, servo sistemų ir kintamo dažnio pavarų, naudojamų adityviniuose, atimtiniuose ir hibridiniuose procesuose. Dabar visa įrenginių šeima gali sklandžiai dirbti kartu, visiškai valdant ir stebint PLC (programuojamą loginį valdiklį) arba IEC įrenginio valdiklį, pvz., MP3300iec. Dažnai programuojamos naudojant dinaminį 61131 IEC programinės įrangos paketą, pvz., MotionWorks IEC, tokiose profesionaliose platformose naudojami žinomi įrankiai (ty RepRap G kodai, funkcijų bloko schema, struktūrinis tekstas, kopėčių diagrama ir kt.). Siekiant palengvinti lengvą integravimą ir optimizuoti mašinos veikimo laiką, pridedami paruošti įrankiai, tokie kaip lovos išlyginimo kompensavimas, ekstruderio slėgio paankstinimo valdymas, kelių velenų ir ekstruderio valdymas.
- Išplėstinės gamybos vartotojo sąsajos:Įvairūs programinės įrangos paketai, labai naudingi 3D spausdinimo, formų pjovimo, staklių ir robotikos programoms, gali greitai sukurti lengvai pritaikomą grafinę mašinos sąsają, suteikiančią kelią didesniam universalumui. Intuityvios platformos, tokios kaip Yaskawa Compass, sukurtos atsižvelgiant į kūrybiškumą ir optimizavimą, leidžia gamintojams kurti prekės ženklus ir lengvai pritaikyti ekranus. Nuo pagrindinių įrenginio atributų įtraukimo iki klientų poreikių patenkinimo reikia nedaug programuoti – šie įrankiai suteikia didelę iš anksto sukurtų C# papildinių biblioteką arba leidžia importuoti pasirinktinius papildinius.
KELIKTI AUKŠČIAU
Nors vieno priedo ir atimties procesai išlieka populiarūs, per ateinančius kelerius metus įvyks didesnis perėjimas prie hibridinio priedo / atimties metodo. Tikimasi, kad iki 2027 m. bendras metinis augimo tempas (CAGR) augs 14,8 proc.1, hibridinių priedų gamybos mašinų rinka yra pasirengusi patenkinti besikeičiančius klientų poreikius. Norėdami pakilti virš konkurentų, gamintojai turėtų pasverti savo veiklos hibridinio metodo privalumus ir trūkumus. Galimybė gaminti dalis pagal poreikį ir labai sumažinti anglies pėdsaką, hibridinis priedų / atimties procesas suteikia keletą patrauklių pranašumų. Nepaisant to, pažangios šių procesų technologijos neturėtų būti pamirštos ir turėtų būti įdiegtos parduotuvėse, kad būtų padidintas produktyvumas ir produktų kokybė.
Paskelbimo laikas: 2021-08-13
