Servomotors en robots transformearje additive tapassingen. Learje de lêste tips en tapassingen by it ymplementearjen fan robotyske automatisearring en avansearre bewegingskontrôle foar additive en subtraktive produksje, en ek wat de folgjende stap is: tink oan hybride additive/subtraktive metoaden.
FOARBEDRIUWING FAN AUTOMAASJE
Troch Sarah Mellish en RoseMary Burns
De oannimmen fan apparaten foar stroomkonverzje, bewegingskontrôletechnology, ekstreem fleksibele robots en in eklektyske miks fan oare avansearre technologyen binne driuwende faktoaren foar de rappe groei fan nije fabrikaazjeprosessen yn it yndustriële lânskip. Additive en subtraktive produksje binne twa wichtige foarbylden dy't de effisjinsje en kostenbesparring hawwe levere dy't fabrikanten sykje om konkurrearjend te bliuwen, en revolúsjonearje de manier wêrop prototypes, ûnderdielen en produkten makke wurde.
Additive manufacturing (AM), ek wol 3D-printsjen neamd, is in net-tradisjonele metoade dy't meastentiids digitale ûntwerpgegevens brûkt om solide trijediminsjonale objekten te meitsjen troch materialen laach foar laach fan ûnderen nei boppen te fusearjen. Faak wurde hast-net-foarmige (NNS) ûnderdielen makke sûnder ôffal, en it gebrûk fan AM foar sawol basis- as komplekse produktûntwerpen bliuwt trochkringe yn yndustryen lykas auto's, loftfeart, enerzjy, medisinen, ferfier en konsuminteprodukten. Krektoarsom, it subtraktive proses omfettet it fuortheljen fan seksjes út in blok materiaal troch hege presyzje snijden of masinearjen om in 3D-produkt te meitsjen.
Nettsjinsteande wichtige ferskillen binne de additive en subtraktive prosessen net altyd ûnderling útslutend - om't se brûkt wurde kinne om ferskate stadia fan produktûntwikkeling oan te foljen. In ier konseptmodel of prototype wurdt faak makke troch it additive proses. Sadree't dat produkt definityf is, kinne gruttere batches nedich wêze, wat de doar iepenet foar subtraktive produksje. Mear resint, wêr't tiid fan essinsje is, wurde hybride additive/subtraktive metoaden tapast foar dingen lykas it reparearjen fan beskeadige/fersliten ûnderdielen of it meitsjen fan kwaliteitsûnderdielen mei minder trochrintiid.
AUTOMATISEARJE FOARÚTSTJOERE
Om te foldwaan oan strange easken fan klanten, yntegrearje fabrikanten in ferskaat oan triedmaterialen lykas roestfrij stiel, nikkel, kobalt, chrome, titanium, aluminium en oare ferskillende metalen yn har ûnderdielkonstruksje, begjinnend mei in sêft, mar sterk substraat en ôfslutend mei in hurd, slijtvast komponint. Dit hat foar in part de needsaak oan it ljocht brocht foar hege prestaasjesoplossingen foar gruttere produktiviteit en kwaliteit yn sawol additive as subtraktive produksjeomjouwings, foaral wêr't prosessen lykas triedbôge-additive produksje (WAAM), WAAM-subtraktyf, laserbekleding-subtraktyf of dekoraasje oanbelanget. Hichtepunten binne ûnder oaren:
- Avansearre Servo-technology:Om better te foldwaan oan time-to-market-doelen en ûntwerpspesifikaasjes fan klanten, wêrby't it giet om dimensjonele presyzje en ôfwurkingskwaliteit, kieze einbrûkers foar avansearre 3D-printers mei servosystemen (boppe stappenmotors) foar optimale bewegingskontrôle. De foardielen fan servomotors, lykas Yaskawa's Sigma-7, sette it tafoegingsproses op 'e kop, wêrtroch fabrikanten faak foarkommende problemen kinne oerwinne fia printerferbetteringsmooglikheden:
- Trillingsûnderdrukking: robuuste servomotors hawwe trillingsûnderdrukkingsfilters, lykas anty-resonânsje- en notchfilters, wat soarget foar in ekstreem glêde beweging dy't de fisueel ûnnoflike stapte linen kin eliminearje dy't feroarsake wurde troch koppelrimpel fan 'e stappenmotor.
- Snelheidsferbettering: in printsnelheid fan 350 mm/sek is no in realiteit, mear as ferdûbeling fan 'e gemiddelde printsnelheid fan in 3D-printer mei in stappenmotor. Op deselde wize kin in reissnelheid fan maksimaal 1.500 mm/sek berikt wurde mei rotearjende motor of maksimaal 5 meter/sek mei lineêre servotechnology. De ekstreem rappe fersnellingsmooglikheid dy't levere wurdt troch hege prestaasjes servo's makket it mooglik om 3D-printkoppen rapper nei har juste posysjes te ferpleatsen. Dit draacht in lange wei om de needsaak te ferminderjen om in hiel systeem te fertragen om de winske finishkwaliteit te berikken. Dêrnei betsjut dizze upgrade yn bewegingskontrôle ek dat einbrûkers mear ûnderdielen per oere kinne meitsje sûnder kwaliteit op te offerjen.
- Automatyske ôfstimming: servosystemen kinne ûnôfhinklik har eigen oanpaste ôfstimming útfiere, wat it mooglik makket om oan te passen oan feroaringen yn 'e meganika fan in printer of fariaasjes yn in printproses. 3D-stappenmotors brûke gjin posysjefeedback, wêrtroch it hast ûnmooglik is om te kompensearjen foar feroaringen yn prosessen of ferskillen yn 'e meganika.
- Encoder-feedback: robuuste servosystemen dy't absolute encoder-feedback biede, hoege mar ien kear in homingroutine út te fieren, wat resulteart yn gruttere uptime en kostenbesparring. 3D-printers dy't stappenmotortechnology brûke, misse dizze funksje en moatte elke kear as se ynskeakele wurde, home-rjochte wurde.
- Feedbackdeteksje: in extruder fan in 3D-printer kin faak in knelpunt wêze yn it printproses, en in stappenmotor hat net de feedbackdeteksjemooglikheid om in extruderblokkade te detektearjen - in tekoart dat kin liede ta it ferneatigjen fan in hiele printtaak. Mei dit yn gedachten kinne servosystemen backups fan extruders detektearje en strippen fan filament foarkomme. De kaai ta superieure printprestaasjes is it hawwen fan in sletten-loopsysteem sintraal om in optyske encoder mei hege resolúsje. Servomotors mei in 24-bit absolute encoder mei hege resolúsje kinne 16.777.216 bits oan sletten-loop feedbackresolúsje leverje foar gruttere assen- en extruderkrektens, lykas syngronisaasje en blokkadebeskerming.
- Hege prestaasjes robots:Krekt sa't robuste servomotors additive tapassingen transformearje, dogge robots dat ek. Harren poerbêste paadprestaasjes, stive meganyske struktuer en hege stofbeskermingswurdearringen (IP) - kombineare mei avansearre anty-vibraasjekontrôle en mearassige mooglikheden - meitsje tige fleksibele seis-assige robots in ideale opsje foar de easken prosessen dy't it gebrûk fan 3D-printers omfetsje, lykas wichtige aksjes foar de subtraktive produksje en hybride additive/subtraktive metoaden.
Robotyske automatisearring dy't oanfolling is op 3D-printmasines omfettet yn grutte mjitte it behanneljen fan printe ûnderdielen yn ynstallaasjes mei meardere masines. Fan it lossen fan yndividuele ûnderdielen fan 'e printmasine oant it skieden fan ûnderdielen nei in printsyklus mei meardere ûnderdielen, optimalisearje heul fleksibele en effisjinte robots operaasjes foar gruttere trochfier en produktiviteitswinsten.
Mei tradisjoneel 3D-printsjen binne robots nuttich by it behearen fan poeier, it opnij oanfoljen fan printerpoeier as it nedich is en it fuortheljen fan poeier út ôfmakke ûnderdielen. Op deselde wize kinne oare ûnderdielôfwurkingstaken dy't populêr binne by metaalfabrikaazje lykas slypjen, polijsten, ûntbramen of snijden maklik wurde útfierd. Kwaliteitsynspeksje, lykas ferpakkings- en logistike behoeften wurde ek direkt foldien mei robottechnology, wêrtroch fabrikanten har tiid kinne rjochtsje op wurk mei in hegere tafoege wearde, lykas maatwurkfabrikaasje.
Foar gruttere wurkstikken wurde yndustriële robots mei in grut berik útrist om in 3D-printer-ekstrusjekop direkt te ferpleatsen. Dit, yn kombinaasje mei perifeare ark lykas rotearjende bases, posysjonearders, lineêre spoaren, portalen en mear, leveret de wurkromte dy't nedich is om romtlike frije foarmstrukturen te meitsjen. Neist klassike rappe prototyping wurde robots brûkt foar de fabrikaazje fan grutte folume frije foarmûnderdielen, malfoarmen, 3D-foarmige trusskonstruksjes en hybride ûnderdielen fan grut formaat. - Mear-assige masinekontrollers:Ynnovative technology foar it ferbinen fan maksimaal 62 bewegingsassen yn ien omjouwing makket no multi-syngronisaasje fan in breed oanbod fan yndustriële robots, servosystemen en fariabele frekwinsje-oandriuwingen dy't brûkt wurde yn 'e additive, subtraktive en hybride prosessen mooglik. In hiele famylje fan apparaten kin no naadloos mei-inoar wurkje ûnder de folsleine kontrôle en monitoaring fan in PLC (Programmable Logic Controller) of IEC-masinekontroller, lykas de MP3300iec. Faak programmearre mei in dynamysk 61131 IEC-softwarepakket, lykas MotionWorks IEC, brûke profesjonele platfoarms lykas dit bekende ark (bygelyks RepRap G-koades, funksjeblokdiagram, strukturearre tekst, ladderdiagram, ensfh.). Om maklike yntegraasje te fasilitearjen en masine-uptime te optimalisearjen, binne klearmakke ark lykas bêdnivelleringskompensaasje, extruderdrukfoarútskontrôle, meardere spindel- en extruderkontrôle opnommen.
- Avansearre brûkersynterfaces foar produksje:Diverse softwarepakketten binne tige foardielich foar tapassingen yn 3D-printsjen, foarmsnijden, masine-ark en robotika, en kinne fluch in maklik oan te passen grafyske masine-ynterface leverje, wat in paad biedt nei gruttere alsidichheid. Untworpen mei kreativiteit en optimalisaasje yn gedachten, tastean yntuïtive platfoarms, lykas Yaskawa Compass, fabrikanten om skermen maklik te merken en oan te passen. Fan it opnimmen fan kearnmasine-attributen oant it foldwaan oan klantbehoeften, is mar in bytsje programmearring fereaske - om't dizze ark in wiidweidige bibleteek fan foarboude C# plugins leverje of it ymportearjen fan oanpaste plugins mooglik meitsje.
STEEGJE BOVEN
Wylst de ienkele additive en subtraktive prosessen populêr bliuwe, sil der de kommende jierren in gruttere ferskowing nei de hybride additive/subtraktive metoade plakfine. Ferwachte wurdt dat de groei sil plakfine mei in gearstalde jierlikse groeisnelheid (CAGR) fan 14,8 prosint yn 2027.1, de merk foar hybride additive produksjemasines is ree om te foldwaan oan de tanimmende ûntwikkeljende klantfragen. Om boppe de konkurrinsje út te stijgen, moatte fabrikanten de foar- en neidielen fan 'e hybride metoade foar har operaasjes ôfweagje. Mei de mooglikheid om ûnderdielen te produsearjen as nedich, oant in wichtige fermindering fan 'e koalstoffoetôfdruk, biedt it hybride additive/subtraktive proses wat oantreklike foardielen. Nettsjinsteande moatte de avansearre technologyen foar dizze prosessen net oersjoen wurde en moatte se op wurkflierren ymplementearre wurde om gruttere produktiviteit en produktkwaliteit te fasilitearjen.
Pleatsingstiid: 13 augustus 2021
