Silnikowe silniki i roboty przekształcają aplikacje addytywne. Naucz się najnowszych wskazówek i aplikacji podczas wdrażania automatyzacji robotycznej i zaawansowanej kontroli ruchu w celu produkcji addytywnej i odejmującej, a także co dalej: pomyśl metody addytywne/odejmowania hybrydowe.
Postępowanie automatyzacji
Sarah Mellish i Rosemary Burns
Przyjęcie urządzeń do konwersji mocy, technologii kontroli ruchu, wyjątkowo elastycznych robotów i eklektycznej mieszanki innych zaawansowanych technologii są czynnikami napędzającymi szybki rozwój nowych procesów wytwarzających w krajobrazie przemysłowym. Rewolucjonizowanie sposobu, w jaki produkuje się prototypy, części i produkty, producenta addytywnego i odejmowania to dwa główne przykłady, które zapewniły wydajność i oszczędności kosztów, które producenci starają się pozostać konkurencyjne.
Nazwana drukowaniem 3D, produkcja addytywna (AM) jest nietradycyjną metodą, która zwykle wykorzystuje cyfrowe dane projektowe do tworzenia solidnych trójwymiarowych obiektów poprzez łączenie warstwy materiałów według warstwy od dołu. Często tworzenie części w kształcie netto (NNS) bez marnotrawstwa, stosowanie AM zarówno do podstawowych, jak i złożonych projektów produktów nadal przenikają branże, takie jak produkty motoryzacyjne, lotnicze, energetyczne, medyczne, transportowe i konsumenckie. Przeciwnie, proces odejmowania pociąga za sobą usuwanie sekcji z bloku materiału poprzez wysokie precyzyjne cięcie lub obróbkę w celu utworzenia produktu 3D.
Pomimo kluczowych różnic procesy addytywne i odejmują nie zawsze wzajemnie wykluczające się - ponieważ można je wykorzystać do uzupełnienia różnych etapów rozwoju produktu. Model wczesnego koncepcji lub prototyp jest często tworzony w procesie addytywnym. Po sfinalizowaniu tego produktu mogą być wymagane większe partie, otwierając drzwi do odejmowania produkcji. Ostatnio, gdy czas jest istotny, stosuje się metody addytywne/odejmowania hybrydowe do rzeczy, takich jak naprawa uszkodzonych/zużytych części lub tworzenie wysokiej jakości części przy mniejszym czasie realizacji.
Zautomatyzuj naprzód
Aby sprostać surowym wymaganiom klientów, producenci integrują szereg materiałów drucianych, takich jak stal nierdzewna, nikiel, kobalt, chrom, tytan, aluminium i inne metale odmienne w konstrukcji, zaczynając od miękkiego, ale mocnego podłoża i kończąc z twardym, zużyciem -Odporny komponent. Częściowo ujawniło to potrzebę wysokiej wydajności roztworów dla większej wydajności i jakości zarówno w środowiskach produkujących addytywne, jak i odejmują, szczególnie w przypadku, gdy dotyczy to procesów, takich jak produkcja addytywnego łuku drucianego (WAAM), WAAM-subtractive, laserowe okładziny lub dekoracja. Najważniejsze informacje obejmują:
- Zaawansowana technologia serwo:Aby lepiej rozwiązać cele na rynku i specyfikacje projektowania klientów, w których dotyczy precyzji wymiarów i jakości wykończenia, użytkownicy końcowi zwracają się do zaawansowanych drukarek 3D z systemami serwoterapowymi (nad silnikami stepowymi) w celu optymalnej kontroli ruchu. Korzyści z silników serwo, takie jak Sigma-7 Yaskaawa, obracają proces addytywnego na głowie, pomagając producentom przezwyciężyć wspólne problemy poprzez możliwości wzmacniające drukarkę:
- Supresja wibracji: Solidne silniki serwomechanizmu mogą pochwalić się filtrami tłumienia wibracji, a także filtry przeciw rezonansowi i wycięciu, dając wyjątkowo gładki ruch, który może wyeliminować wizualnie nieprzyjemne linie spowodowane falującym momentem obrotowym silnika.
- Ulepszenie prędkości: Prędkość wydruku 350 mm/s to teraz rzeczywistość, ponad podwojenie średniej prędkości drukarki drukarki 3D za pomocą silnika krokowego. Podobnie prędkość podróży do 1500 mm/s można osiągnąć za pomocą obrotowej lub do 5 metrów/sekund przy użyciu liniowej technologii serwo. Niezwykle szybkie możliwości przyspieszenia zapewniane przez wysokowydajne serwomatyki umożliwia szybsze przeniesienie głowic drukowanych 3D na ich właściwe pozycje. Jest to daleko, aby złagodzić potrzebę spowolnienia całego systemu, aby osiągnąć pożądaną jakość wykończenia. Następnie ta aktualizacja kontroli ruchu oznacza również, że użytkownicy końcowi mogą wytwarzać więcej części na godzinę bez poświęcania jakości.
- Automatyczne strojenie: Systemy serwomechanizmu mogą niezależnie wykonywać własne niestandardowe strojenie, co umożliwia dostosowanie się do zmian w mechanice drukarki lub wariancji w procesie drukowania. Silniki krokowe 3D nie wykorzystują sprzężenia zwrotnego położenia, co prawie niemożliwe jest zrekompensowanie zmian w procesach lub rozbieżnościach w mechanice.
- Informacje zwrotne enkodera: solidne systemy serwomechanizmu, które oferują absolutne informacje zwrotne enkodera, muszą wykonać rutynę homowania raz, co powoduje większy czas pracy i oszczędność kosztów. Drukarki 3D korzystające z technologii silnikowej steppowej nie mają tej funkcji i muszą być homowane za każdym razem, gdy są zasilane.
- Wyczuwanie sprzężenia zwrotnego: wytłaczarka drukarki 3D może często być wąskim gardłem w procesie drukowania, a silnik krokowy nie ma zdolności wykrywania sprzężenia zwrotnego do wykrywania dżemu wytłaczania - deficyt, który może prowadzić do ruiny całej pracy drukowania. Mając to na uwadze, systemy serwo mogą wykrywać kopie zapasowe wytłaczania i zapobiegać usuwaniu filamentu. Kluczem do doskonałej wydajności drukowania jest posiadanie systemu zamkniętej pętli wyśrodkowanego wokół enkodera optycznego o wysokiej rozdzielczości. Silniki z 24-bitowym absolutnym koderem o wysokiej rozdzielczości mogą zapewnić 16 777 216 bitów rozdzielczości sprzężenia zwrotnego w pętli zamkniętej dla większej osi i dokładności wytłaczania, a także synchronizacji i ochrony dżemu.
- Roboty o wysokiej wydajności:Podobnie jak solidne silniki serwo przekształcają aplikacje addytywne, tak samo są roboty. Ich doskonała wydajność ścieżki, sztywna struktura mechaniczna i wysokie oceny ochrony pyłu (IP)-w połączeniu z zaawansowaną kontrolą przeciwwibracji i zdolnością wielopoziomową-sprawiają, że wysoce elastyczne sześciosi roboty są idealną opcją dla wymagających procesów otaczających wykorzystanie 3D 3D Drukarki, a także kluczowe działania na temat metod produkcji i hybrydowej addytywnej/odejmującej.
Automatyzacja robotyczna komplementarna dla maszyn do drukowania 3D wiąże się z obsługą drukowanych części w instalacjach wielopasmowych. Od rozładunku poszczególnych części od maszyny do drukowania, po oddzielenie części po wieloczęściowym cyklu drukowanym, wysoce elastyczne i wydajne roboty optymalizują operacje pod kątem większej przepustowości i korzyści.
Dzięki tradycyjnej druku 3D roboty są pomocne w zarządzaniu proszkiem, w razie potrzeby napełnianie proszku do drukarki i usuwanie proszku z gotowych części. Podobnie, inne częściowe zadania wykończeniowe popularne w przypadku wytwarzania metalu, takie jak szlifowanie, polerowanie, rozebranie lub cięcie, są łatwo osiągnięte. Kontrola jakości, a także potrzeby opakowań i logistyki są również zaspokajane z technologią robotyczną, uwalniając producentów, aby skoncentrować swój czas na pracy o wyższej wartości dodanej, takiej jak wytwarzanie niestandardowe.
W przypadku większych obrabiań roboty przemysłowe długoterminowe są oparte do bezpośredniego przenoszenia głowicy wytłaczania drukarki 3D. To, w połączeniu z narzędziami peryferyjnymi, takimi jak obrotowe podstawy, pozycjonujący, liniowe, dorary i inne, zapewniają obszar roboczy wymagany do tworzenia przestrzennych struktur swobodnych. Oprócz klasycznego szybkiego prototypowania, roboty są używane do wytwarzania części o wolnej objętości, formy pleśni, konstrukcji kratownic w kształcie 3D i części hybrydowych o dużej formacie. - Kontrolery maszyn wielowarstwowych:Innowacyjna technologia łączenia do 62 osi ruchu w pojedynczym środowisku umożliwia obecnie multi-synchronizację szerokiej gamy robotów przemysłowych, systemów serwo i zmiennych napędów częstotliwościowych stosowanych w procesach addytywnych, subtraktywnych i hybrydowych. Cała rodzina urządzeń może teraz bezproblemowo współpracować w ramach pełnej kontroli i monitorowania PLC (programowalny kontroler logiki) lub kontrolera maszyny IEC, takiego jak MP3300iec. Często zaprogramowane z dynamicznym pakietem oprogramowania IEC 61131, takim jak MotionWorks IEC, profesjonalne platformy, takie jak te, wykorzystują znane narzędzia (tj. Kod Greprap G, schemat bloków funkcji, tekst strukturalny, schemat drabiny itp.). Aby ułatwić łatwą integrację i zoptymalizuj czas pracy maszyny, gotowe narzędzia, takie jak kompensacja wyrównania łóżka, kontrola odcisku wytłaczania, kontrola wielu wrzecion i wytłaczarki.
- Zaawansowane interfejsy użytkownika produkcji:Bardzo korzystne dla aplikacji w druku 3D, cięcie kształtu, maszynowej i robotyce, różnorodne pakiety oprogramowania mogą szybko dostarczyć łatwy w dostosowaniu graficzny interfejs maszyny, zapewniając ścieżkę do większej wszechstronności. Zaprojektowane z myślą o kreatywności i optymalizacji, intuicyjne platformy, takie jak Yaskawa Compass, pozwalają producentom na marki i łatwe dostosowywanie ekranów. Od włączenia atrybutów maszynowych po zaspokojenie potrzeb klientów, wymagane jest niewielkie programowanie-ponieważ narzędzia te zapewniają obszerną bibliotekę wstępnie budowanych wtyczek C# lub umożliwiają import niestandardowych wtyczek.
WZNIEŚĆ SIĘ PONAD
Podczas gdy pojedyncze procesy addytywne i odejmują, pozostają popularne, w ciągu najbliższych kilku lat nastąpi większe przesunięcie w kierunku hybrydowej metody addytywnej/odejmującej. Oczekiwano, że wzrośnie przy złożonej rocznej tempie wzrostu (CAGR) wynoszącym 14,8 procent do 2027 r.1, Rynek hybrydowych maszyn do produkcji addytywnej jest przygotowany do sprostania zwiększaniu wymagań klientów. Aby wznieść się powyżej konkurencji, producenci powinni rozważyć zalety i wady metody hybrydowej dla swoich operacji. Mając możliwość wytwarzania części w razie potrzeby, do znacznego zmniejszenia śladu węglowego, hybrydowy proces addytywnego/odejmowania oferuje pewne atrakcyjne korzyści. Niezależnie od tego, zaawansowane technologie tych procesów nie powinny być pomijane i powinny być wdrażane na podłogach sklepowych, aby ułatwić większą wydajność i jakość produktu.
Czas postu: 13-2021
