Сервовики и роботы преобразуют аддитивные приложения. Изучите последние советы и приложения при внедрении роботизированной автоматизации и расширенного управления движением для аддитивного и субтрактивного производства, а также то, что будет дальше: Подумайте о гибридных аддитивных/вычищенных методах.
Продвигая автоматизацию
Сара Меллиш и Розмари Бернс
Внедрение устройств преобразования власти, технологии управления движением, чрезвычайно гибких роботов и эклектичного сочетания других передовых технологий является движущими факторами для быстрого роста новых процессов изготовления по всему промышленному ландшафту. Революционизация того, как производятся прототипы, детали и продукты, аддитивное и вычищенное производство - это два основных примера, которые обеспечили эффективность и экономия затрат, которые производители стремятся оставаться конкурентоспособными.
Аддитивное производство (AM), называемая 3D-печатью, представляет собой нетрадиционный метод, который обычно использует данные цифрового проектирования для создания твердых трехмерных объектов путем объединения материалов слоем за слоем снизу вверх. Часто изготовление деталей в ближней форме (NNS) без отходов, использование AM как для основных, так и для сложных конструкций продуктов продолжает проникать в такие отрасли, как автомобильная, аэрокосмическая, энергетическая, медицинская, транспортная и потребительская продукция. Напротив, подтронный процесс влечет за собой удаление секций из блока материала с помощью высокой точной резки или обработки для создания трехмерного продукта.
Несмотря на ключевые различия, аддитивные и вычищенные процессы не всегда являются взаимоисключающими - так как их можно использовать для дополнения различных стадий разработки продукта. Ранняя концептуальная модель или прототип часто создается аддитивным процессом. После того, как этот продукт будет завершен, могут потребоваться большие партии, открывая дверь для вычитания производства. Совсем недавно, когда время имеет значение, для таких вещей, как ремонт поврежденных/изношенных деталей, применяются гибридные аддитивные/вычищенные методы.
Автоматизировать вперед
Чтобы удовлетворить строгие требования клиентов, производители интегрируют ряд проволочных материалов, таких как нержавеющая сталь, никель, кобальт, хром, титан, алюминий и другие разнородные металлы, в их конструкцию, начиная с мягкой, но сильной подложки и заканчивая жесткой износой -Устойчивый компонент. Частично это выявило необходимость высокопроизводительных решений для повышения производительности и качества как в аддитивных, так и в среде для производства, особенно в тех случаях, где такие процессы, как производство аддитивного аддитивного дуги (WAAM), WAAM-инстрактивное, лазерное покрытие или украшение. Основные моменты включают:
- Передовая сервоприводная технология:Чтобы лучше решать цели на рынок и спецификации дизайна клиентов, где касаются размеров и качества отделки, конечные пользователи обращаются к расширенным 3D-принтерам с сервоприводами (над шагами) для оптимального управления движением. Преимущества сервоприводов, таких как Sigma-7 Yaskawa, повернут аддитивный процесс с ног на голову, помогая производителям преодолевать общие проблемы с помощью способностей к принтеру:
- Подавление вибрации: надежные сервоприводы могут похвастаться фильтрами подавления вибрации, а также анти-резонансные и резонансные фильтры, что дает чрезвычайно плавное движение, которое может устранить визуально неприятные ступенчатые линии, вызванные шаговым моментом моторного момента.
- Улучшение скорости: скорость печати 350 мм/с теперь является реальностью, более чем удвоив среднюю скорость печати 3D -принтера с помощью шагового двигателя. Аналогичным образом, скорость перемещения до 1500 мм/с может быть достигнута с использованием вращения или до 5 метров/с с использованием линейной сервоприводной технологии. Чрезвычайно быстрое ускорение, предоставляемые с помощью высокопроизводительных сервоприводов, позволяет быстрее перемещать 3D-печатные головки в соответствующие положения. Это имеет большое значение для облегчения необходимости замедлить всю систему, чтобы достичь желаемого качества отделки. Впоследствии это обновление в управлении движением также означает, что конечные пользователи могут изготавливать больше деталей в час, не жертвуя качеством.
- Автоматическая настройка: сервоприводы могут независимо выполнять свою собственную настройку, что позволяет адаптироваться к изменениям в механике принтера или дисперсий в процессе печати. 3D -шаговые двигатели не используют обратную связь по позиции, что делает практически невозможным компенсацию изменений в процессах или расхождениях в механике.
- Обратная связь энкодера: надежные сервоприводы, которые предлагают абсолютную обратную связь с энкодером, необходимо выполнить только один раз в одно один раз, что приведет к большей экономии с трудом и затратами. 3D -принтеры, которые используют технологию Stepper Motor, не имеют этой функции, и их нужно заходить каждый раз, когда они работают.
- Ощущение обратной связи: экструдер 3D -принтера часто может быть узким местом в процессе печати, а шаговый двигатель не обладает способностью определять обратную связь для обнаружения джема экструдера - дефицит, который может привести к разрушению всей печатной работы. Имея это в виду, сервоприводы могут обнаруживать резервные копии экструдеров и предотвратить раздевание филаментов. Ключом к превосходной производительности печати является наличие системы с замкнутым контуром, сосредоточенной вокруг оптического энкодера с высоким разрешением. Сервовики с 24-битным абсолютным энкодером с высоким разрешением могут обеспечить 16 777 216 бит разрешения обратной связи с закрытой контукой для большей оси и точности экструдера, а также синхронизации и защиты джема.
- Роботы высокой производительности:Точно так же, как надежные сервоприводы трансформируют аддитивные приложения, также роботы. Их превосходная производительность пути, жесткая механическая структура и высокие оценки защиты от пыли (IP)-в сочетании с усовершенствованным антивибрационным контролем и многоосными возможностями-сделать очень гибкие шестиосные роботы идеальным вариантом для требовательных процессов, которые окружают использование 3D Принтеры, а также ключевые действия для подтракционного производства и гибридных аддитивных/подтронных методов.
Роботизированная автоматизация, бесплатная для 3D-печатных машин, широко влечет за собой обработку печатных деталей в установках с несколькими машинами. От разгрузки отдельных деталей от печатной машины до разделения деталей после многочастого цикла печати, очень гибкие и эффективные роботы оптимизируют операции для большей пропускной способности и повышения производительности.
Благодаря традиционной 3D -печати роботы помогают с управлением порошком, при необходимости заполнения порошка принтера и удалению порошка из готовых деталей. Точно так же легко выполнять другие задачи завершения детали, популярные среди изготовления металлов, такие как измельчение, полировка, выдумка или резка. Инспекция качества, а также потребности в упаковке и логистике также удовлетворяются в лобовой технологии с роботизированными технологиями, освобождая производителя, чтобы сосредоточить свое время на работе с более высокой добавленной стоимостью, например, на заказ.
Для более крупных заработков, промышленные роботы с дальним результатом используются для непосредственного перемещения 3D-экструзионной головки принтера. Это в сочетании с периферическими инструментами, такими как вращающиеся основания, позиционеры, линейные дорожки, гантрии и многое другое, предоставляют рабочее пространство, необходимое для создания пространственных структур свободной формы. Помимо классического быстрого прототипирования, роботы используются для изготовления крупных деталей свободной формы, форм плесени, трехмерных конструкций фермы и гибридных деталей крупных форматов. - Многоосийные контроллеры машин:Инновационная технология для подключения до 62 осей движения в одной среде в настоящее время делает мультисинхронизацию широкого спектра промышленных роботов, сервоприводов и различных частотных дисков, используемых в возможных аддитивных, вычищенных и гибридных процессах. Целое семейство устройств теперь может беспрепятственно работать под полным управлением и мониторингом ПЛК (программируемый логический контроллер) или контроллера машины IEC, такого как MP3300EC. Часто запрограммировано с помощью динамического программного пакета IEC 61131, такого как Motionworks IEC, профессиональные платформы, подобные этой, используют знакомые инструменты (т. Е., Reprap G-коды, функциональная блочная диаграмма, структурированный текст, лестничная диаграмма и т. Д.). Для облегчения простой интеграции и оптимизации времени безотказной работы машины, готовые инструменты, такие как компенсация по выравниванию слоев, включены управления на давление экструдера, множественное шпиндель и управление экструдером.
- Пользовательские интерфейсы расширенного производства:Разнообразные программные пакеты могут быстро обеспечить простой для облегчения приложения для 3D-печати, резки формы, машинного инструмента и робототехники, которые могут быстро обеспечить простой в качество графического интерфейса машины, обеспечивая путь к большей универсальности. Разработанные с учетом творчества и оптимизации, интуитивно понятные платформы, такие как яскава, позволяют производителям бренду и легко настраивать экраны. От включения основных атрибутов машины до удовлетворения потребностей клиентов, требуется мало программирования-поскольку эти инструменты предоставляют обширную библиотеку предварительно построенных плагинов C# или включают импорт пользовательских плагинов.
Подняться выше
В то время как единичные аддитивные и субтрактивные процессы остаются популярными, в течение следующих нескольких лет будет проходить больший сдвиг в сторону гибридного аддитивного/субтрактивного метода. Ожидается, что к 2027 году будет расти в совокупном годовом темпе роста (CAGR) 14,8 процента.1, рынок гибридных аддитивных производственных машин готова удовлетворить рост развивающихся требований клиентов. Чтобы подняться выше конкуренции, производители должны взвесить плюсы и минусы гибридного метода для их операций. Благодаря возможности производства деталей по мере необходимости, к значительному снижению углеродного следа, гибридный аддитивный/подтереальный процесс предлагает некоторые привлекательные преимущества. Несмотря на это, передовые технологии для этих процессов не должны быть упущены и должны быть реализованы на этажах магазинов, чтобы способствовать повышению производительности и качества продукции.
Время сообщения: 13-2021 августа
