Servomotors en robotte transformeer bykomende toepassings. Leer die nuutste wenke en toepassings by die implementering van robotiese outomatisering en gevorderde bewegingsbeheer vir additiewe en subtraktiewe vervaardiging, asook wat volgende is: dink aan hibriede additiewe/subtraktiewe metodes.
VORDERENDE OUTOMASIE
Deur Sarah Mellish en RoseMary Burns
Die aanvaarding van kragomskakelingstoestelle, bewegingsbeheertegnologie, uiters buigsame robotte en 'n eklektiese mengsel van ander gevorderde tegnologieë is dryffaktore vir die vinnige groei van nuwe vervaardigingsprosesse oor die industriële landskap. Die rewolusie van die manier waarop prototipes, onderdele en produkte gemaak word, is bykomende en subtraktiewe vervaardiging twee uitstekende voorbeelde wat die doeltreffendheid en kostebesparings verskaf het wat vervaardigers poog om mededingend te bly.
Daar word na verwys as 3D-drukwerk, additiewe vervaardiging (AM) is 'n nie-tradisionele metode wat gewoonlik digitale ontwerpdata gebruik om soliede driedimensionele voorwerpe te skep deur materiale laag vir laag van onder af te versmelt. Die gebruik van AM vir beide basiese en komplekse produkontwerpe maak dikwels naby-net-vorm (NNS) onderdele sonder vermorsing deurdring deur industrieë soos motor-, lugvaart-, energie-, mediese, vervoer- en verbruikersprodukte. Inteendeel, die aftrekkingsproses behels die verwydering van dele van 'n blok materiaal deur hoë presisie sny of bewerking om 'n 3D-produk te skep.
Ten spyte van sleutelverskille, is die byvoegings- en aftrekkingsprosesse nie altyd wedersyds uitsluitend nie - aangesien dit gebruik kan word om verskeie stadiums van produkontwikkeling te komplimenteer. 'n Vroeë konsepmodel of prototipe word gereeld deur die byvoegingsproses geskep. Sodra daardie produk gefinaliseer is, kan groter bondels benodig word, wat die deur oopmaak vir subtraktiewe vervaardiging. Meer onlangs, waar tyd van die uiterste belang is, word hibriede byvoegings-/aftrekmetodes toegepas vir dinge soos die herstel van beskadigde/verslete onderdele of die skep van kwaliteitonderdele met minder tydsduur.
OUTOMATE AANVOER
Om aan streng klantvereistes te voldoen, integreer vervaardigers 'n reeks draadmateriale soos vlekvrye staal, nikkel, kobalt, chroom, titanium, aluminium en ander ongelyksoortige metale in hul deelkonstruksie, wat begin met 'n sagte dog sterk substraat en eindig met 'n harde, slytasie. -bestande komponent. Dit het deels die behoefte aan hoëwerkverrigting-oplossings vir groter produktiwiteit en kwaliteit in beide additiewe en subtraktiewe vervaardigingsomgewings geopenbaar, veral waar prosesse soos draadboogtoevoegingsvervaardiging (WAAM), WAAM-subtraktief, laserbekleding-subtraktief of versiering ter sprake is. Hoogtepunte sluit in:
- Gevorderde Servo Tegnologie:Om tyd-tot-mark-doelwitte en klantontwerpspesifikasies beter aan te spreek, wat dimensionele akkuraatheid en afwerkingskwaliteit betref, wend eindgebruikers hulle tot gevorderde 3D-drukkers met servostelsels (oor stapmotors) vir optimale bewegingsbeheer. Die voordele van servomotors, soos Yaskawa se Sigma-7, draai die byvoegingsproses op sy kop, wat vervaardigers help om algemene probleme te oorkom deur drukkerversterkende vermoëns:
- Vibrasie-onderdrukking: robuuste servomotors spog met vibrasie-onderdrukkingsfilters, sowel as anti-resonansie- en kerffilters, wat uiters gladde beweging lewer wat die visueel onaangename traplyne wat veroorsaak word deur steppermotor-wringkragrimpeling kan uitskakel.
- Spoedverbetering: 'n drukspoed van 350 mm/sek is nou 'n werklikheid, meer as verdubbel die gemiddelde drukspoed van 'n 3D-drukker wat 'n stapmotor gebruik. Net so kan 'n reisspoed van tot 1 500 mm/sek met behulp van roterende of tot 5 meter/sek met lineêre servotegnologie bereik word. Die uiters vinnige versnellingsvermoë wat deur hoëprestasie servo's verskaf word, maak dit moontlik om 3D-drukkoppe vinniger na hul regte posisies te beweeg. Dit help baie om die behoefte om 'n hele stelsel te vertraag om die verlangde afwerkingskwaliteit te bereik, te verlig. Gevolglik beteken hierdie opgradering in bewegingsbeheer ook dat eindgebruikers meer onderdele per uur kan vervaardig sonder om kwaliteit in te boet.
- Outomatiese tuning: servostelsels kan onafhanklik hul eie pasgemaakte tuning uitvoer, wat dit moontlik maak om aan te pas by veranderinge in die meganika van 'n drukker of afwykings in 'n drukproses. 3D-stapmotors gebruik nie posisieterugvoer nie, wat dit byna onmoontlik maak om te vergoed vir veranderinge in prosesse of verskille in meganika.
- Enkodeerderterugvoer: robuuste servostelsels wat absolute enkodeerderterugvoer bied, hoef net een keer 'n tuisroetine uit te voer, wat lei tot groter uptyd en kostebesparings. 3D-drukkers wat stapmotortegnologie gebruik, het nie hierdie kenmerk nie en moet gehuisves word elke keer as hulle aangeskakel word.
- Terugvoerwaarneming: 'n Ekstruder van 'n 3D-drukker kan dikwels 'n bottelnek in die drukproses wees, en 'n stapmotor beskik nie oor die terugvoer-waarnemingsvermoë om 'n ekstruderkonfyt op te spoor nie - 'n tekort wat kan lei tot die ondergang van 'n hele druktaak. Met dit in gedagte, kan servostelsels ekstruder-rugsteun opspoor en filamentstroop voorkom. Die sleutel tot voortreflike drukwerkverrigting is om 'n geslote lusstelsel te hê wat gesentreer is rondom 'n hoë-resolusie optiese enkodeerder. Servomotors met 'n 24-bis absolute hoë-resolusie-enkodeerder kan 16,777,216 bisse geslotelus-terugvoerresolusie verskaf vir groter as- en ekstruder-akkuraatheid, sowel as sinchronisasie en konfytbeskerming.
- Hoëprestasie-robotte:Net soos robuuste servomotors bykomende toepassings transformeer, so is robotte ook. Hul uitstekende padwerkverrigting, rigiede meganiese struktuur en hoë stofbeskerming (IP) graderings - gekombineer met gevorderde anti-vibrasiebeheer en multi-as vermoë - maak hoogs buigsame ses-as robotte 'n ideale opsie vir die veeleisende prosesse wat die gebruik van 3D omring drukkers, sowel as sleutelaksies vir die subtraktiewe vervaardiging en hibriede byvoegings/aftrekmetodes.
Robotiese outomatisering komplimentêr tot 3D-drukmasjiene behels wyd die hantering van gedrukte onderdele in multi-masjien installasies. Van die aflaai van individuele onderdele van die drukmasjien, tot die skeiding van onderdele na 'n meervoudige druksiklus, hoogs buigsame en doeltreffende robotte optimaliseer bedrywighede vir groter deurset en produktiwiteitswinste.
Met tradisionele 3D-drukwerk is robotte behulpsaam met poeierbestuur, die hervul van drukkerpoeier wanneer nodig en die verwydering van poeier van voltooide dele. Net so word ander deelafwerkingstake wat gewild is by metaalvervaardiging, soos slyp, poleer, ontbraam of sny maklik bereik. Gehalte-inspeksie, sowel as verpakkings- en logistieke behoeftes word ook met behulp van robottegnologie bevredig, wat vervaardigers vrymaak om hul tyd te fokus op werk met groter waardetoevoeging, soos persoonlike vervaardiging.
Vir groter werkstukke word langafstand-industriële robotte gereed om 'n 3D-drukker-ekstrusiekop direk te beweeg. Dit, in samewerking met perifere gereedskap soos roterende basisse, posisioneerders, lineêre spore, gantries en meer, verskaf die werkspasie wat nodig is om ruimtelike vrye-vorm strukture te skep. Afgesien van klassieke vinnige prototipering, word robotte gebruik vir die vervaardiging van groot volume vryvormonderdele, vormvorms, 3D-vormige vakwerkkonstruksies en grootformaat hibriede onderdele. - Multi-as masjienbeheerders:Innoverende tegnologie vir die koppeling van tot 62 bewegingsasse in 'n enkele omgewing maak nou multi-sinchronisasie van 'n wye reeks industriële robotte, servostelsels en veranderlike frekwensie-aandrywers wat in die additiewe, subtraktiewe en hibriede prosesse gebruik word, moontlik. ’n Hele familie toestelle kan nou naatloos saamwerk onder die volledige beheer en monitering van ’n PLC (Programmable Logic Controller) of IEC-masjienbeheerder, soos die MP3300iec. Dikwels geprogrammeer met 'n dinamiese 61131 IEC-sagtewarepakket, soos MotionWorks IEC, gebruik professionele platforms soos hierdie bekende gereedskap (bv. RepRap G-kodes, Funksieblokdiagram, Gestruktureerde Teks, Ladder Diagram, ens.). Om maklike integrasie te vergemaklik en masjien se optyd te optimaliseer, is gereedgemaakte gereedskap soos bed-nivelleringsvergoeding, ekstruderdrukvoorskotbeheer, meervoudige spil en ekstruderbeheer ingesluit.
- Gevorderde vervaardigingsgebruikerskoppelvlakke:Baie voordelig vir toepassings in 3D-drukwerk, vormsny, masjiengereedskap en robotika, diverse sagtewarepakkette kan vinnig 'n maklik-om-te pasmaak grafiese masjienkoppelvlak lewer, wat 'n pad na groter veelsydigheid bied. Ontwerp met kreatiwiteit en optimalisering in gedagte, intuïtiewe platforms, soos Yaskawa Compass, stel vervaardigers in staat om skerms te merk en maklik aan te pas. Van die insluiting van kernmasjienkenmerke tot die akkommodering van klante se behoeftes, is min programmering nodig – aangesien hierdie gereedskap 'n uitgebreide biblioteek van voorafgeboude C#-inproppe bied of die invoer van pasgemaakte inproppe moontlik maak.
STYS BO
Terwyl die enkel-additiewe en subtraktiewe prosesse gewild bly, sal 'n groter verskuiwing na die hibriede additief/subtraktiewe metode gedurende die volgende paar jaar plaasvind. Daar word verwag om teen 'n saamgestelde jaarlikse groeikoers (CAGR) van 14.8 persent teen 2027 te groei1, is die mark vir hibriede bymiddelvervaardigingsmasjiene gereed om te voldoen aan die styging in veranderende klante se eise. Om bo die kompetisie uit te styg, moet vervaardigers die voor- en nadele van die hibriede metode vir hul bedrywighede opweeg. Met die vermoë om onderdele te vervaardig soos nodig, tot 'n groot vermindering in koolstofvoetspoor, bied die hibriede byvoegings-/aftrekproses 'n paar aantreklike voordele. Ongeag, die gevorderde tegnologieë vir hierdie prosesse moet nie oor die hoof gesien word nie en moet op winkelvloere geïmplementeer word om groter produktiwiteit en produkkwaliteit te fasiliteer.
Postyd: 13 Augustus 2021
