Servomootorid ja robotid muudavad lisandite rakendusi. Lugege uusimaid näpunäiteid ja rakendusi robotautomaatika ja täiustatud liikumisjuhtimise rakendamisel liit- ja lahutava tootmise jaoks, samuti saate teada, mis saab järgmiseks: mõelge hübriid-liit-/lahutusmeetoditele.
AUTOMAATSIOONI EDENDAMINE
Autorid Sarah Mellish ja RoseMary Burns
Võimsuse muundamise seadmete, liikumisjuhtimistehnoloogia, äärmiselt paindlike robotite ja muude arenenud tehnoloogiate eklektiline kombinatsioon on ajendavad tegurid uute tootmisprotsesside kiireks kasvuks kogu tööstusmaastikul. Prototüüpide, osade ja toodete valmistamise viiside muutmisel on liit- ja lahutav tootmine kaks peamist näidet, mis on võimaldanud tootjate konkurentsis püsida tõhusust ja kulude kokkuhoidu.
3D-printimiseks nimetatud lisandite tootmine (AM) on ebatraditsiooniline meetod, mis tavaliselt kasutab digitaalse disaini andmeid, et luua tahkeid kolmemõõtmelisi objekte, sulatades materjale kihtide kaupa alt üles. Tihtipeale peaaegu võrgukujulisi (NNS) osi jäätmeteta valmistades levib AM kasutamine nii põhi- kui ka keerukate tootekujunduste jaoks jätkuvalt sellistesse tööstusharudesse nagu autotööstus, lennundus, energeetika, meditsiin, transport ja tarbekaubad. Vastupidi, lahutav protsess hõlmab lõikude eemaldamist materjaliplokist ülitäpse lõikamise või töötlemisega, et luua 3D-toode.
Vaatamata peamistele erinevustele ei ole liitmis- ja lahutamisprotsessid alati üksteist välistavad, kuna neid saab kasutada tootearenduse erinevate etappide täiendamiseks. Varajane kontseptsioonmudel või prototüüp luuakse sageli lisamisprotsessi abil. Kui see toode on valmis, võib vaja minna suuremaid partiisid, mis avavad ukse lahutavale tootmisele. Viimasel ajal, kus aeg on ülioluline, kasutatakse hübriidlisandeid/lahutamismeetodeid selliste asjade puhul nagu kahjustatud/kulunud osade parandamine või kvaliteetsete osade loomine lühema teostusajaga.
AUTOMAATNE EDASI
Klientide rangete nõudmiste täitmiseks integreerivad tootjad oma osakonstruktsioonidesse mitmesuguseid traatmaterjale, nagu roostevaba teras, nikkel, koobalt, kroom, titaan, alumiinium ja muud erinevad metallid, alustades pehmest, kuid tugevast aluspinnast ja lõpetades kõva kulumisajaga. - vastupidav komponent. Osaliselt on see näidanud vajadust suure jõudlusega lahenduste järele, et tagada suurem tootlikkus ja kvaliteet nii aditiivses kui ka lahutavas tootmiskeskkonnas, eriti selliste protsesside puhul nagu traatkaare lisandite tootmine (WAAM), WAAM-lahutamine, laserkattega lahutamine või kaunistamine. Tähtsündmused hõlmavad järgmist:
- Täiustatud servotehnoloogia:Turule jõudmise aja eesmärkide ja klientide disainispetsifikatsioonide paremaks täitmiseks, mis puudutab mõõtmete täpsust ja viimistluskvaliteeti, kasutavad lõppkasutajad optimaalse liikumise juhtimiseks täiustatud servosüsteemidega (üle samm-mootorite) 3D-printereid. Servomootorite, nagu Yaskawa Sigma-7, eelised pööravad lisandite protsessi pea peale, aidates tootjatel printeri võimendusvõime kaudu levinumaid probleeme lahendada:
- Vibratsiooni summutamine: tugevatel servomootoritel on vibratsiooni summutamise filtrid, samuti resonantsi- ja sälkfiltrid, mis tagavad äärmiselt sujuva liikumise, mis võib kõrvaldada samm-mootori pöördemomendi pulsatsioonist põhjustatud visuaalselt ebameeldivad astmelised jooned.
- Kiiruse suurendamine: printimiskiirus 350 mm/s on nüüd reaalsus, mis kahekordistab samm-mootorit kasutava 3D-printeri keskmise printimiskiiruse. Samamoodi on pöörlemiskiirust kuni 1500 mm/sek või lineaarset servotehnoloogiat kasutades kuni 5 meetrit/sek. Suure jõudlusega servode ülikiire kiirendus võimaldab 3D-prindipäid kiiremini õigesse asendisse viia. See aitab oluliselt leevendada vajadust kogu süsteemi aeglustada, et saavutada soovitud viimistluskvaliteet. Seejärel tähendab see liikumisjuhtimise täiendus ka lõppkasutajatele, kes saavad valmistada rohkem osi tunnis ilma kvaliteeti ohverdamata.
- Automaatne häälestamine: servosüsteemid saavad iseseisvalt teostada oma kohandatud häälestust, mis võimaldab kohaneda printeri mehaanika muutustega või printimisprotsessi erinevustega. 3D samm-mootorid ei kasuta asendi tagasisidet, mistõttu on protsesside muutuste või mehaanika lahknevuste kompenseerimine peaaegu võimatu.
- Kodeerija tagasiside: tugevad servosüsteemid, mis pakuvad absoluutset koodri tagasisidet, peavad kodustamisrutiini läbi viima ainult üks kord, mille tulemuseks on suurem tööaeg ja kulude kokkuhoid. 3D-printeritel, mis kasutavad samm-mootori tehnoloogiat, see funktsioon puudub ja need tuleb iga kord sisse lülitada.
- Tagasiside tuvastamine: 3D-printeri ekstruuder võib sageli olla printimisprotsessi kitsaskohaks ja samm-mootoril puudub tagasiside tuvastamise võime ekstruuderi ummistuse tuvastamiseks – see defitsiit võib viia kogu prinditöö hävimiseni. Seda silmas pidades suudavad servosüsteemid tuvastada ekstruuderi varukoopiaid ja vältida hõõgniidi eemaldamist. Suurepärase printimisjõudluse võti on suletud ahelaga süsteem, mille keskmes on kõrge eraldusvõimega optiline kodeerija. 24-bitise absoluutse kõrge eraldusvõimega kodeerijaga servomootorid suudavad pakkuda 16 777 216 bitti suletud ahela tagasiside eraldusvõimet, et tagada suurem telje ja ekstruuderi täpsus, samuti sünkroonimine ja ummistuse kaitse.
- Suure jõudlusega robotid:Nii nagu tugevad servomootorid muudavad lisandite rakendusi, muudavad seda ka robotid. Nende suurepärane teekonna jõudlus, jäik mehaaniline struktuur ja kõrge tolmukaitse (IP) reiting koos täiustatud vibratsioonivastase juhtimise ja mitmeteljelise võimekusega muudavad ülipainduvad kuueteljelised robotid ideaalseks valikuks nõudlike protsesside jaoks, mis ümbritsevad 3D kasutamist. printerid, samuti põhitoimingud lahutava tootmise ja hübriidlisandi/lahutamise meetodite jaoks.
3D-printimismasinatele tasuta robotautomaatika hõlmab laialdaselt prinditud osade käitlemist mitme masinaga paigaldustes. Alates üksikute osade printimismasinast mahalaadimisest kuni osade eraldamiseni pärast mitmeosalist printimistsüklit – väga paindlikud ja tõhusad robotid optimeerivad toiminguid suurema läbilaskevõime ja tootlikkuse suurendamiseks.
Traditsioonilise 3D-printimise puhul on robotid abiks pulbri haldamisel, vajadusel printeripulbri täitmisel ja valmisosadelt pulbri eemaldamisel. Sarnaselt on hõlpsasti teostatavad ka muud metallitööstuses populaarsed osade viimistlustööd, nagu lihvimine, poleerimine, jäme eemaldamine või lõikamine. Kvaliteedikontrolli, samuti pakendamis- ja logistikavajadusi rahuldatakse ka robottehnoloogia abil, mis võimaldab tootjatel keskenduda suurema lisandväärtusega tööle, nagu eritellimusel valmistamine.
Suuremate toorikute jaoks kasutatakse pika ulatusega tööstusroboteid 3D-printeri ekstrusioonipea otse liigutamiseks. See koos välistööriistadega, nagu pöörlevad alused, positsioneerijad, lineaarsed rajad, pukk ja palju muud, pakuvad ruumiliste vabakujuliste struktuuride loomiseks vajalikku tööruumi. Lisaks klassikalisele kiirprototüüpimisele kasutatakse roboteid suuremahuliste vabakujuliste detailide, vormivormide, 3D-kujuliste sõrestikkonstruktsioonide ja suureformaadiliste hübriiddetailide valmistamisel. - Mitmeteljelised masinakontrollerid:Uuenduslik tehnoloogia kuni 62 liikumistelje ühendamiseks ühes keskkonnas teeb nüüd võimalikuks paljude tööstusrobotite, servosüsteemide ja muutuva sagedusega ajamite mitmekordse sünkroonimise, mida kasutatakse liit-, lahutamis- ja hübriidprotsessides. Terve seadmete perekond saab nüüd sujuvalt koos töötada PLC (programmeeritav loogikakontroller) või IEC masinakontrolleri (nt MP3300iec) täieliku juhtimise ja jälgimise all. Sellised professionaalsed platvormid, mis on sageli programmeeritud dünaamilise 61131 IEC tarkvarapaketiga, nagu MotionWorks IEC, kasutavad tuttavaid tööriistu (nt RepRapi G-koode, funktsiooniploki diagrammi, struktureeritud teksti, redeldiagrammi jne). Lihtsa integreerimise hõlbustamiseks ja masina tööaja optimeerimiseks on kaasas valmistööriistad, nagu voodi nivelleerimise kompenseerimine, ekstruuderi rõhu edenemise juhtimine, mitme spindli ja ekstruuderi juhtimine.
- Täiustatud tootmise kasutajaliidesed:3D-printimise, kuju lõikamise, tööpinkide ja robootika rakenduste jaoks väga kasulikud mitmesugused tarkvarapaketid võivad kiiresti pakkuda hõlpsasti kohandatava graafilise masina liidese, pakkudes teed suurema mitmekülgsuseni. Loovust ja optimeerimist silmas pidades loodud intuitiivsed platvormid, nagu Yaskawa Compass, võimaldavad tootjatel ekraane brändida ja hõlpsasti kohandada. Alates masina põhiatribuutide kaasamisest kuni klientide vajaduste rahuldamiseni on vaja vähe programmeerimist – need tööriistad pakuvad ulatuslikku eelehitatud C#-pistikprogrammide teeki või võimaldavad importida kohandatud pistikprogramme.
TÕUSKE ÜLELE
Kuigi üksikud lisandid ja lahutavad protsessid on endiselt populaarsed, toimub järgmise paari aasta jooksul suurem nihe hübriidlisandi/lahutamismeetodi poole. Eeldatavasti kasvab aastaks 2027 aastane liitkasvumäär (CAGR) 14,8 protsenti1, on hübriidlisandite tootmismasinate turg valmis vastama klientide kasvavatele nõudmistele. Konkurentsist kõrgemale tõusmiseks peaksid tootjad kaaluma oma tegevuse hübriidmeetodi plusse ja miinuseid. Tänu võimalusele toota osi vastavalt vajadusele, et oluliselt vähendada süsiniku jalajälge, pakub hübriidlisandi/lahutamisprotsess mõningaid ahvatlevaid eeliseid. Sellest hoolimata ei tohiks nende protsesside täiustatud tehnoloogiaid tähelepanuta jätta ja neid tuleks poodides rakendada, et suurendada tootlikkust ja toote kvaliteeti.
Postitusaeg: 13. august 2021
