Servo Motors și Roboti transformă aplicații aditive. Aflați cele mai recente sfaturi și aplicații atunci când implementați automatizarea robotică și controlul avansat al mișcării pentru producția aditivă și subtractivă, precum și ce urmează: Think Think Hybrid Aditiv/Metode subtractive.
Avansarea automatizării
De Sarah Mellish și Rosemary Burns
Adoptarea dispozitivelor de conversie a puterii, a tehnologiei de control al mișcării, a roboților extrem de flexibili și a unui mix eclectic de alte tehnologii avansate sunt factori care determină creșterea rapidă a noilor procese de fabricare pe peisajul industrial. Revoluționarea modului în care se fac prototipurile, piesele și produsele, producția aditivă și subtractivă sunt două exemple principale care au oferit eficiența și producătorii de economii de costuri încearcă să rămână competitivi.
Denumită tipărire 3D, Fabricarea aditivă (AM) este o metodă netradițională care utilizează de obicei date de proiectare digitală pentru a crea obiecte tridimensionale solide prin fuzionarea materialelor strat prin strat de jos în sus. Adesea, făcând piese aproape net-net (NNS), fără deșeuri, utilizarea AM atât pentru proiectele de produse de bază, cât și pentru cele complexe continuă să pătrundă în industrii precum automobile, aerospațiale, energie, medicală, transport și produse de consum. Dimpotrivă, procesul subtractiv presupune eliminarea secțiunilor dintr -un bloc de material prin tăiere sau prelucrare de înaltă precizie pentru a crea un produs 3D.
În ciuda diferențelor cheie, procesele aditive și subtractive nu sunt întotdeauna excluse reciproc - deoarece pot fi utilizate pentru a complimenta diverse etape ale dezvoltării produsului. Un model de concept timpuriu sau un prototip este frecvent creat de procesul aditiv. Odată ce acest produs este finalizat, pot fi necesare loturi mai mari, deschizând ușa către fabricarea subtractivă. Mai recent, atunci când timpul este esențial, se aplică metode aditive/subtractive hibride pentru lucruri precum repararea pieselor deteriorate/uzate sau crearea de piese de calitate cu mai puțin timp de plumb.
Automatizează înainte
Pentru a răspunde cerințelor stricte ale clienților, producătorii integrează o serie de materiale de sârmă precum oțel inoxidabil, nichel, cobalt, crom, titan, aluminiu și alte metale diferite în construcția lor, începând cu un substrat moale, dar puternic și finisaj cu o uzură dură, uzură, uzură -Componenta rezistentă. În parte, acest lucru a dezvăluit necesitatea de soluții de înaltă performanță pentru o productivitate și o calitate mai mare atât în medii de fabricație aditive, cât și în cele subtractive, în special în cazul în care procese precum producția de aditivi cu arc de sârmă (WAAM), sunt preocupate de acoperire cu laser sau decorare sau decorare. Reperele includ:
- Tehnologie avansată de servo:Pentru a aborda mai bine obiectivele timpului pe piață și specificațiile de proiectare a clienților, în ceea ce privește precizia dimensională și calitatea finisajului, utilizatorii finali se îndreaptă către imprimante 3D avansate cu sisteme servo (peste motoare cu pas) pentru un control optim al mișcării. Beneficiile servoerelor, cum ar fi Sigma-7 a lui Yaskawa, transformă procesul aditiv pe capul său, ajutând fabricanții să depășească probleme comune prin intermediul capacităților de stimulare a imprimantei:
- Suprimarea vibrațiilor: motoarele servo-robuste se mândresc cu filtre de suprimare a vibrațiilor, precum și filtre anti-rezonanță și crestături, obținând o mișcare extrem de netedă care poate elimina liniile de pas vizual neplăcute cauzate de ondularea cuplului motorului pas cu pas.
- Îmbunătățirea vitezei: o viteză de imprimare de 350 mm/sec este acum o realitate, mai mult decât dublarea vitezei medii de imprimare a unei imprimante 3D folosind un motor pas cu pas. În mod similar, o viteză de deplasare de până la 1.500 mm/sec poate fi obținută folosind rotativ sau până la 5 metri/sec folosind tehnologia servo liniară. Capacitatea de accelerație extrem de rapidă oferită prin Servos de înaltă performanță permite capetele de imprimare 3D să fie mutată mai rapid în pozițiile lor corespunzătoare. Acest lucru face un drum lung pentru a atenua nevoia de a încetini un întreg sistem pentru a atinge calitatea dorită. Ulterior, această actualizare în controlul mișcării înseamnă, de asemenea, utilizatorii finali pot fabrica mai multe piese pe oră fără a sacrifica calitatea.
- Reglare automată: Servo Systems își poate efectua în mod independent propriul reglaj personalizat, ceea ce face posibilă adaptarea la modificările mecanicii unei imprimante sau a variațiilor într -un proces de imprimare. Motoarele pas cu pas 3D nu utilizează feedback -ul poziției, ceea ce face aproape imposibil să se compenseze modificările proceselor sau discrepanțelor în mecanică.
- Feedback -ul codificatorului: Sistemele robuste de servo care oferă feedback absolut al codificatorului trebuie doar să efectueze o rutină de homing o singură dată, ceea ce duce la o mai mare timp de funcționare și la economii de costuri. Imprimantele 3D care utilizează tehnologia motorului stepper nu au această caracteristică și trebuie să fie găzduite de fiecare dată când sunt alimentate.
- Senzație de feedback: un extruder al unei imprimante 3D poate fi adesea un blocaj în procesul de imprimare, iar un motor pas cu pas nu are capacitatea de detectare a feedback -ului de a detecta un blocaj de extruder - un deficit care poate duce la ruina unei întregi job de imprimare. Având în vedere acest lucru, servo -sistemele pot detecta copii de rezervă pentru extruder și pot preveni dezbrăcarea filamentului. Cheia pentru performanțele de imprimare superioare este ca un sistem cu buclă închisă să fie centrat în jurul unui codificator optic de înaltă rezoluție. Motoarele servo cu un codificator absolut de înaltă rezoluție pe 24 de biți poate oferi 16.777.216 biți de rezoluție de feedback cu buclă închisă pentru o mai mare a axelor și a preciziei extrudelor, precum și a sincronizării și protecției gemului.
- Roboți de înaltă performanță:La fel cum motoarele servo robuste transformă aplicațiile aditive, la fel și roboții. Performanța lor excelentă a căii, structura mecanică rigidă și protecția ridicată a prafului (IP)-combinate cu controlul anti-vibrație avansat și capacitatea de mai multe axe-fac ca roboții de șase axe să fie extrem de flexibili o opțiune ideală pentru procesele solicitante care înconjoară utilizarea 3D Imprimante, precum și acțiuni cheie pentru fabricarea subtractivă și metode de aditiv hibrid/subtractive.
Automatizarea robotică, complimentară a mașinilor de imprimare 3D, implică pe scară largă manipularea pieselor tipărite în instalații multi-machine. De la descărcarea pieselor individuale de la mașina de imprimare, la separarea pieselor după un ciclu de imprimare în mai multe părți, roboți extrem de flexibili și eficienți optimizează operațiunile pentru un randament mai mare și câștiguri de productivitate.
Cu imprimarea 3D tradițională, roboții sunt de ajutor cu gestionarea pulberii, reumplerea pulberii de imprimantă atunci când este nevoie și eliminarea pulberii din piesele finite. În mod similar, alte sarcini de finisare a pieselor populare cu fabricarea metalelor, cum ar fi șlefuirea, lustruirea, debatarea sau tăierea sunt ușor obținute. Inspecția de calitate, precum și nevoile de ambalare și logistică sunt, de asemenea, satisfăcute cu tehnologie robotică, eliberând producătorii pentru a-și concentra timpul pe o muncă cu valoare adăugată mai mare, cum ar fi fabricarea personalizată.
Pentru piese de lucru mai mari, roboții industriali de lungă durată sunt instrumentați pentru a muta direct un cap de extrudare a imprimantei 3D. Acest lucru, în combinație cu instrumente periferice, cum ar fi baze rotative, poziționari, piese liniare, gantrie și multe altele, oferă spațiului de lucru necesar pentru a crea structuri spațiale de formă liberă. În afară de prototiparea rapidă clasică, roboții sunt folosiți pentru fabricarea unor piese de formare liberă cu volum mare, forme de mucegai, construcții de truss în formă de 3D și piese hibride cu format mare. - Controlere de mașini cu mai multe axe:Tehnologia inovatoare pentru conectarea a până la 62 de axe de mișcare într-un singur mediu face acum multi-sincronizarea unei game largi de roboți industriali, sisteme servo și unități de frecvență variabilă utilizate în procesele aditive, subtractive și hibride posibile. O întreagă familie de dispozitive poate acum să funcționeze perfect împreună sub controlul și monitorizarea completă a unui PLC (controlerul logic programabil) sau a unui controler de mașini IEC, cum ar fi MP3300EC. Adesea programat cu un pachet software dinamic 61131 IEC, cum ar fi MotionWorks IEC, platforme profesionale de genul acesta utilizează instrumente familiare (adică, repretare G-coduri, diagrama blocului de funcții, text structurat, diagrama scării etc.). Pentru a facilita integrarea ușoară și pentru a optimiza timpul de funcționare a mașinii, instrumente gata făcute, cum ar fi compensarea nivelului de nivelare a patului, controlul avansului presiunii extruderului, sunt incluse mai multe fusuri și controlul extruderului.
- Interfețe avansate de utilizator de fabricație:Foarte benefic pentru aplicațiile din imprimarea 3D, tăierea formei, mașinile-unelte și robotica, diverse pachete software pot oferi rapid o interfață de mașini grafică ușor de personalizat, oferind o cale către o mai mare versatilitate. Proiectate cu creativitate și optimizare în minte, platformele intuitive, precum Yaskawa Compass, permit producătorilor să marcheze și să personalizeze cu ușurință ecranele. De la includerea atributelor de bază ale mașinilor către satisfacerea nevoilor clienților, este necesară o programare mică-deoarece aceste instrumente oferă o bibliotecă extinsă de plug-in-uri C# pre-construite sau activează importul de plug-in-uri personalizate.
Ridică deasupra
În timp ce procesele unice aditive și subtractive rămân populare, în următorii ani va avea loc o schimbare mai mare către metoda aditivă/subtractivă hibridă. Se așteaptă să crească la o rată anuală de creștere compusă (CAGR) de 14,8 la sută până în 20271, piața de mașini de fabricație a aditivilor hibride este pregătită pentru a satisface creșterea cerințelor clienților în evoluție. Pentru a se ridica peste concurență, producătorii ar trebui să cântărească pro și contra de metoda hibridă pentru operațiunile lor. Cu capacitatea de a produce piese, după cum este necesar, la o reducere majoră a amprentei de carbon, procesul de aditiv hibrid/subtractiv oferă unele beneficii atractive. Indiferent, tehnologiile avansate pentru aceste procese nu ar trebui să fie trecute cu vederea și ar trebui implementate pe podelele magazinului pentru a facilita o mai mare productivitate și calitatea produsului.
Timpul post: 13-2021 august
