Servo motor dan robot mengubah aplikasi tambahan. Ketahui petua dan aplikasi terkini apabila melaksanakan automasi robot dan kawalan gerakan lanjutan untuk pembuatan aditif dan subtractive, serta apa yang akan datang: berfikir kaedah aditif hibrid/subtractive.
Memajukan automasi
Oleh Sarah Mellish dan Rosemary Burns
Penggunaan peranti penukaran kuasa, teknologi kawalan gerakan, robot yang sangat fleksibel dan campuran eklektik teknologi canggih yang lain adalah faktor pemacu untuk pertumbuhan pesat proses fabrikasi baru di seluruh landskap perindustrian. Merevolusi cara prototaip, bahagian dan produk dibuat, pembuatan aditif dan subtractive adalah dua contoh utama yang telah menyediakan kecekapan dan penjimatan kos fabrikasi berusaha untuk kekal berdaya saing.
Dirujuk sebagai percetakan 3D, pembuatan tambahan (AM) adalah kaedah bukan tradisional yang biasanya menggunakan data reka bentuk digital untuk membuat objek tiga dimensi pepejal dengan menggabungkan lapisan bahan mengikut lapisan dari bawah ke atas. Selalunya membuat bahagian-bahagian berhampiran-b-net (NNS) tanpa sisa, penggunaan AM untuk kedua-dua reka bentuk produk asas dan kompleks terus meresap industri seperti automotif, aeroangkasa, tenaga, perubatan, pengangkutan dan produk pengguna. Sebaliknya, proses subtractive memerlukan membuang bahagian dari blok bahan oleh pemotongan atau pemesinan ketepatan yang tinggi untuk menghasilkan produk 3D.
Walaupun perbezaan utama, proses tambahan dan subtractive tidak selalu saling eksklusif - kerana ia boleh digunakan untuk memuji pelbagai peringkat pembangunan produk. Model atau prototaip konsep awal sering dicipta oleh proses tambahan. Sebaik sahaja produk itu dimuktamadkan, kelompok yang lebih besar mungkin diperlukan, membuka pintu kepada pembuatan subtractive. Baru -baru ini, di mana masa adalah intipati, kaedah aditif hibrid/subtractive sedang digunakan untuk perkara -perkara seperti membaiki bahagian yang rosak/dipakai atau membuat bahagian yang berkualiti dengan masa yang kurang.
Automatikkan ke hadapan
Untuk memenuhi tuntutan pelanggan yang ketat, fabrikasi mengintegrasikan pelbagai bahan dawai seperti keluli tahan karat, nikel, kobalt, krom, titanium, aluminium dan logam lain yang berbeza ke dalam pembinaan bahagian mereka, bermula dengan substrat yang lembut namun kuat dan menamatkan dengan keras, haus -Sekrut komponen. Sebahagiannya, ini telah mendedahkan keperluan untuk penyelesaian prestasi tinggi untuk produktiviti dan kualiti yang lebih besar dalam persekitaran pembuatan bahan tambahan dan subtractive, terutamanya di mana proses seperti pembuatan arka arka dawai (WAAM), WAAM-subtractive, laser-cladding-subtractive atau hiasan berkenaan. Sorotan termasuk:
- Teknologi Servo Lanjutan:Untuk menangani matlamat masa ke pasaran yang lebih baik dan spesifikasi reka bentuk pelanggan, di mana ketepatan dimensi dan kualiti kemasan berkenaan, pengguna akhir beralih kepada pencetak 3D maju dengan sistem servo (lebih banyak motor stepper) untuk kawalan gerakan yang optimum. Manfaat Servo Motors, seperti Sigma-7 Yaskawa, menghidupkan proses tambahan di kepalanya, membantu fabrikasi mengatasi isu-isu biasa melalui keupayaan mencetak:
- Penindasan getaran: Motor servo yang mantap mempunyai penapis penindasan getaran, serta penapis anti-resonans dan notch, menghasilkan gerakan yang sangat lancar yang dapat menghilangkan garis-garis lurus yang tidak menyenangkan yang disebabkan oleh riak tork motor stepper.
- Peningkatan Kelajuan: Kelajuan cetak 350 mm/saat kini menjadi realiti, lebih daripada menggandakan kelajuan cetak purata pencetak 3D menggunakan motor stepper. Begitu juga, kelajuan perjalanan sehingga 1,500 mm/saat boleh dicapai dengan menggunakan Rotary atau sehingga 5 meter/saat menggunakan teknologi servo linear. Keupayaan pecutan yang sangat cepat yang disediakan melalui servos berprestasi tinggi membolehkan kepala cetak 3D dipindahkan ke kedudukan mereka dengan lebih cepat. Ini jauh untuk mengurangkan keperluan untuk melambatkan seluruh sistem ke bawah untuk mencapai kualiti kemasan yang dikehendaki. Seterusnya, peningkatan ini dalam kawalan gerakan juga bermakna pengguna akhir dapat mengarang lebih banyak bahagian per jam tanpa mengorbankan kualiti.
- Penalaan automatik: Sistem servo secara bebas boleh melaksanakan penalaan tersuai mereka sendiri, yang memungkinkan untuk menyesuaikan diri dengan perubahan dalam mekanik pencetak atau variasi dalam proses percetakan. Motor Stepper 3D tidak menggunakan maklum balas kedudukan, menjadikannya hampir mustahil untuk mengimbangi perubahan proses atau percanggahan dalam mekanik.
- Maklum Balas Pengekod: Sistem servo yang mantap yang menawarkan maklum balas pengekod mutlak hanya perlu melakukan rutin homing sekali, menghasilkan penjimatan kos dan kos yang lebih besar. Pencetak 3D yang menggunakan teknologi motor Stepper tidak mempunyai ciri ini dan perlu menjadi rumah setiap kali mereka dikuasakan.
- Penginderaan maklum balas: Extruder pencetak 3D sering menjadi hambatan dalam proses percetakan, dan motor stepper tidak mempunyai keupayaan penderiaan maklum balas untuk mengesan jem extruder - defisit yang boleh menyebabkan kehancuran kerja cetak keseluruhan. Dengan ini, sistem servo dapat mengesan sandaran extruder dan mencegah pelucutan filamen. Kunci prestasi percetakan unggul adalah mempunyai sistem gelung tertutup yang berpusat di sekitar pengekod optik resolusi tinggi. Motor servo dengan encoder resolusi tinggi mutlak 24-bit boleh menyediakan 16,777,216 bit resolusi maklum balas gelung tertutup untuk paksi yang lebih besar dan ketepatan extruder, serta penyegerakan dan perlindungan jem.
- Robot Prestasi Tinggi:Sama seperti motor servo yang mantap mengubah aplikasi tambahan, begitu juga robot. Prestasi laluan mereka yang sangat baik, struktur mekanikal yang tegar dan penilaian perlindungan habuk yang tinggi (IP)-digabungkan dengan kawalan anti-getaran lanjutan dan keupayaan multi-paksi-menjadikan robot enam paksi yang sangat fleksibel sebagai pilihan yang ideal untuk proses menuntut yang mengelilingi penggunaan 3D 3D Pencetak, serta tindakan utama untuk pembuatan subtractive dan kaedah aditif/subtractive hibrid.
Automasi Robotik percuma kepada mesin percetakan 3D secara meluas melibatkan pengendalian bahagian bercetak dalam pemasangan multi-mesin. Dari memunggah bahagian individu dari mesin cetak, untuk memisahkan bahagian selepas kitaran cetak pelbagai bahagian, robot yang sangat fleksibel dan cekap mengoptimumkan operasi untuk keuntungan yang lebih besar dan keuntungan produktiviti.
Dengan percetakan 3D tradisional, robot membantu dengan pengurusan serbuk, mengisi serbuk pencetak apabila diperlukan dan mengeluarkan serbuk dari bahagian siap. Begitu juga, tugas penamat bahagian lain yang popular dengan fabrikasi logam seperti pengisaran, penggilap, deburring atau pemotongan mudah dicapai. Pemeriksaan kualiti, serta keperluan pembungkusan dan logistik juga dipenuhi dengan teknologi robot, membebaskan fabrikasi untuk memfokuskan masa mereka pada kerja-kerja yang lebih tinggi, seperti fabrikasi tersuai.
Untuk kerja-kerja yang lebih besar, robot perindustrian jangka panjang sedang dipertahankan untuk terus menggerakkan kepala penyemperitan pencetak 3D. Ini, bersempena dengan alat periferal seperti pangkalan berputar, kedudukan, trek linear, gantri dan banyak lagi, menyediakan ruang kerja yang diperlukan untuk mewujudkan struktur bentuk bebas spatial. Selain prototaip cepat klasik, robot digunakan untuk fabrikasi bahagian-bahagian bentuk bebas volum yang besar, bentuk acuan, pembinaan kekuda berbentuk 3D dan bahagian hibrid besar format. - Pengawal Mesin Multi-Paksi:Teknologi inovatif untuk menyambungkan sehingga 62 paksi gerakan dalam satu persekitaran kini membuat pelbagai penyerapan pelbagai robot industri, sistem servo dan pemacu kekerapan berubah-ubah yang digunakan dalam proses tambahan, subtractive dan hibrid mungkin. Seluruh keluarga peranti kini boleh berfungsi dengan lancar di bawah kawalan dan pemantauan lengkap PLC (pengawal logik yang boleh diprogramkan) atau pengawal mesin IEC, seperti MP3300IEC. Selalunya diprogramkan dengan pakej perisian 61131 IEC yang dinamik, seperti MotionWorks IEC, platform profesional seperti ini menggunakan alat biasa (iaitu, Reprap G-codes, gambarajah blok fungsi, teks berstruktur, rajah tangga, dan lain-lain). Untuk memudahkan integrasi mudah dan mengoptimumkan uptime mesin, alat siap sedia seperti pampasan meratakan katil, kawalan pendahuluan tekanan extruder, pelbagai spindle dan kawalan extruder dimasukkan.
- Antara muka pengguna pembuatan lanjutan:Sangat bermanfaat untuk aplikasi dalam percetakan 3D, pemotongan bentuk, alat mesin dan robotik, pakej perisian yang pelbagai dapat dengan cepat menyampaikan antara muka mesin grafik yang mudah disesuaikan, menyediakan laluan ke fleksibiliti yang lebih besar. Direka dengan kreativiti dan pengoptimuman dalam fikiran, platform intuitif, seperti Yaskawa Compass, membolehkan pengeluar untuk merek dan mudah menyesuaikan skrin. Daripada termasuk atribut mesin teras untuk menampung keperluan pelanggan, pengaturcaraan kecil diperlukan-kerana alat ini menyediakan perpustakaan yang luas untuk pemalam C# yang telah dibina atau membolehkan pengimportan pemalam tersuai.
Bangkit di atas
Walaupun proses tambahan dan subtractive tetap popular, peralihan yang lebih besar ke arah kaedah aditif/subtractive hibrid akan berlaku dalam beberapa tahun akan datang. Dijangka berkembang pada kadar pertumbuhan tahunan kompaun (CAGR) sebanyak 14.8 peratus menjelang 20271, Pasaran Mesin Pembuatan Aditif Hibrid bersedia untuk memenuhi permintaan pelanggan yang berkembang. Untuk bangkit di atas persaingan, pengeluar harus menimbang kebaikan dan keburukan kaedah hibrid untuk operasi mereka. Dengan keupayaan untuk menghasilkan bahagian yang diperlukan, pengurangan utama dalam jejak karbon, proses aditif/subtractive hibrid menawarkan beberapa manfaat yang menarik. Walau apa pun, teknologi canggih untuk proses ini tidak boleh diabaikan dan harus dilaksanakan di lantai kedai untuk memudahkan produktiviti dan kualiti produk yang lebih besar.
Masa Post: Aug-13-2021
