Серво мотори и роботи трансформишу адитивне примене. Сазнајте најновије савете и примене приликом имплементације роботске аутоматизације и напредне контроле кретања за адитивну и субтрактивну производњу, као и шта је следеће: размислите о хибридним адитивним/суптрактивним методама.
УНАПРЕДНИЧАВАЊЕ АУТОМАТИЗАЦИЈЕ
Од Саре Мелиш и РоузМери Бернс
Усвајање уређаја за конверзију енергије, технологије управљања кретањем, изузетно флексибилних робота и еклектичне мешавине других напредних технологија су покретачки фактори за брзи раст нових процеса производње у индустријском окружењу. Револуционишући начин на који се производе прототипови, делови и производи, адитивна и субтрактивна производња су два главна примера која су обезбедила ефикасност и уштеде трошкова које произвођачи настоје да остану конкурентни.
Адитивна производња (АМ), позната и као 3Д штампање, је нетрадиционална метода која обично користи дигиталне податке о дизајну за креирање чврстих тродимензионалних објеката спајањем материјала слој по слој одоздо нагоре. Често правећи делове скоро мрежног облика (ННС) без отпада, употреба АМ-а за основне и сложене дизајне производа наставља да прожима индустрије попут аутомобилске, ваздухопловне, енергетске, медицинске, транспортне и потрошачке индустрије. Напротив, субтрактивни процес подразумева уклањање делова из блока материјала високо прецизним сечењем или машинском обрадом како би се створио 3Д производ.
Упркос кључним разликама, адитивни и субтрактивни процеси нису увек међусобно искључиви — јер се могу користити за допуњавање различитих фаза развоја производа. Рани концептуални модел или прототип се често креира адитивним процесом. Када се тај производ финализује, могу бити потребне веће серије, што отвара врата субтрактивној производњи. У скорије време, тамо где је време од суштинског значаја, примењују се хибридне адитивне/суптрактивне методе за ствари попут поправке оштећених/истрошених делова или стварања квалитетних делова са краћим временом испоруке.
АУТОМАТИЗУЈ ПРОСЛЕЂИВАЊЕ
Да би задовољили строге захтеве купаца, произвођачи интегришу низ жичаних материјала попут нерђајућег челика, никла, кобалта, хрома, титанијума, алуминијума и других различитих метала у конструкцију својих делова, почевши од меке, али чврсте подлоге, па све до тврде, компоненте отпорне на хабање. Делимично је ово открило потребу за високо ефикасним решењима за већу продуктивност и квалитет у адитивним и субтрактивним производним окружењима, посебно када су у питању процеси попут адитивне производње жичаним луком (WAAM), WAAM-субтрактивне производње, ласерског облагања-субтрактивне производње или декорације. Најважнији елементи укључују:
- Напредна серво технологија:Да би се боље испунили циљеви времена потребног за пласман на тржиште и спецификације дизајна купаца, када су у питању димензионална прецизност и квалитет завршне обраде, крајњи корисници се окрећу напредним 3Д штампачима са серво системима (уместо корачних мотора) за оптималну контролу кретања. Предности серво мотора, као што је Јаскавин Сигма-7, окрећу адитивни процес наглавачке, помажући произвођачима да превазиђу уобичајене проблеме путем могућности побољшања штампача:
- Сузбијање вибрација: робусни серво мотори се могу похвалити филтерима за сузбијање вибрација, као и антирезонантним и зарезним филтерима, што даје изузетно глатко кретање које може елиминисати визуелно непријатне степенасте линије изазване таласањем обртног момента корачног мотора.
- Побољшање брзине: брзина штампања од 350 мм/с је сада стварност, више него удвостручујући просечну брзину штампања 3Д штампача који користи степер мотор. Слично томе, брзина кретања до 1.500 мм/с може се постићи коришћењем ротационе или до 5 метара/с коришћењем линеарне серво технологије. Изузетно брзо убрзање које пружају високоперформансни серво мотори омогућава да се главе за 3Д штампање брже померају у одговарајуће положаје. Ово у великој мери смањује потребу за успоравањем целог система како би се постигао жељени квалитет завршне обраде. Након тога, ово побољшање у контроли кретања такође значи да крајњи корисници могу да производе више делова на сат без жртвовања квалитета.
- Аутоматско подешавање: серво системи могу самостално да врше сопствено прилагођено подешавање, што омогућава прилагођавање променама у механици штампача или варијацијама у процесу штампања. 3Д степер мотори не користе повратне информације о положају, што чини готово немогућим компензацију промена у процесима или одступања у механици.
- Повратна информација енкодера: робусни серво системи који нуде апсолутну повратну информацију енкодера треба да изврше рутину враћања у почетну тачку само једном, што резултира већим временом рада и уштедом трошкова. 3Д штампачи који користе технологију корачних мотора немају ову функцију и потребно их је враћати у почетну тачку сваки пут када се укључе.
- Сензор повратне спреге: екструдер 3Д штампача често може бити уско грло у процесу штампања, а корачни мотор нема могућност сензора повратне спреге да детектује заглављивање екструдера — недостатак који може довести до уништења целог задатка штампања. Имајући ово у виду, серво системи могу да детектују застоје екструдера и спрече скидање филамента. Кључ за врхунске перформансе штампања је систем затворене петље центриран око оптичког енкодера високе резолуције. Серво мотори са 24-битним апсолутним енкодером високе резолуције могу да обезбеде 16.777.216 бита резолуције повратне спреге затворене петље за већу тачност оса и екструдера, као и синхронизацију и заштиту од заглављивања.
- Високоперформансни роботи:Баш као што робусни серво мотори трансформишу адитивне примене, тако су и роботи. Њихове одличне перформансе путање, крута механичка структура и високе оцене заштите од прашине (IP) — у комбинацији са напредном контролом вибрација и вишеосним могућностима — чине високо флексибилне шестоосне роботе идеалном опцијом за захтевне процесе који окружују употребу 3Д штампача, као и кључне акције за субтрактивну производњу и хибридне адитивне/суптрактивне методе.
Роботска аутоматизација, која допуњује 3Д машине за штампање, широко подразумева руковање штампаним деловима у инсталацијама са више машина. Од истовара појединачних делова из машине за штампање, до одвајања делова након циклуса штампања више делова, високо флексибилни и ефикасни роботи оптимизују операције за већи проток и повећање продуктивности.
Код традиционалног 3Д штампања, роботи су корисни у управљању прахом, допуњавању праха за штампање када је потребно и уклањању праха са готових делова. Слично томе, други задаци завршне обраде делова популарни код металне обраде, попут брушења, полирања, уклањања неравнина или сечења, лако се обављају. Инспекција квалитета, као и потребе за паковањем и логистиком, такође се директно задовољавају роботском технологијом, ослобађајући произвођаче да фокусирају своје време на радове са већом додатом вредношћу, као што је израда по мери.
За веће радне предмете, индустријски роботи са дугим дометом опремају се алатима за директно померање екструзионе главе 3Д штампача. Ово, заједно са периферним алатима као што су ротирајуће базе, позиционери, линеарне стазе, портали и друго, обезбеђује радни простор потребан за креирање просторних структура слободног облика. Поред класичног брзог прототипирања, роботи се користе за израду делова слободног облика велике запремине, калупа, 3Д решеткастих конструкција и хибридних делова великог формата. - Контролери вишеосних машина:Иновативна технологија за повезивање до 62 осе кретања у једном окружењу сада омогућава мултисинхронизацију широког спектра индустријских робота, серво система и погона са променљивом фреквенцијом који се користе у адитивним, субтрактивним и хибридним процесима. Читава породица уређаја сада може беспрекорно да ради заједно под потпуном контролом и праћењем PLC-а (Програмабилног логичког контролера) или IEC машинског контролера, као што је MP3300iec. Често програмиране динамичким 61131 IEC софтверским пакетом, као што је MotionWorks IEC, професионалне платформе попут ове користе познате алате (нпр. RepRap G-кодове, дијаграме функционалних блокова, структурирани текст, лествичасте дијаграме итд.). Да би се олакшала интеграција и оптимизовало време рада машине, укључени су готови алати као што су компензација нивелисања кревета, контрола притиска екструдера, вишеструка контрола вретена и екструдера.
- Напредни кориснички интерфејси за производњу:Веома корисни за примене у 3Д штампању, резању облика, машинским алаткама и роботици, разноврсни софтверски пакети могу брзо да пруже лако прилагодљив графички машински интерфејс, пружајући пут ка већој свестраности. Дизајниране имајући у виду креативност и оптимизацију, интуитивне платформе, попут Yaskawa Compass-а, омогућавају произвођачима да брендирају и лако прилагођавају екране. Од укључивања основних атрибута машине до прилагођавања потребама купаца, потребно је мало програмирања — јер ови алати пружају опсежну библиотеку унапред направљених C# додатака или омогућавају увоз прилагођених додатака.
ИЗДИГНИ СЕ ИЗНАД
Иако једноструки адитивни и субтрактивни процеси остају популарни, већи помак ка хибридној адитивно/суптрактивној методи догодиће се током наредних неколико година. Очекује се да ће расти по просечној годишњој стопи раста (CAGR) од 14,8 процената до 2027. године.1Тржиште хибридних машина за адитивну производњу спремно је да задовољи растуће захтеве купаца. Да би се издигли изнад конкуренције, произвођачи би требало да процене предности и мане хибридне методе за своје пословање. Са могућношћу производње делова по потреби, што доводи до значајног смањења угљеничног отиска, хибридни адитивно-суптрактивни процес нуди неке атрактивне предности. Без обзира на то, напредне технологије за ове процесе не треба занемарити и требало би их применити у производним погонима како би се олакшала већа продуктивност и квалитет производа.
Време објаве: 13. август 2021.
