Servomotorët dhe robotët po transformojnë aplikimet aditive. Mësoni këshillat dhe aplikimet më të fundit kur zbatoni automatizimin robotik dhe kontrollin e përparuar të lëvizjes për prodhimin aditiv dhe zbritës, si dhe çfarë vjen më pas: mendoni për metodat hibride aditive/zbritëse.
PËRPARIMI I AUTOMATIZIMIT
Nga Sarah Mellish dhe RoseMary Burns
Përshtatja e pajisjeve të konvertimit të energjisë, teknologjisë së kontrollit të lëvizjes, robotëve jashtëzakonisht fleksibël dhe një përzierje eklektike e teknologjive të tjera të përparuara janë faktorë nxitës për rritjen e shpejtë të proceseve të reja të prodhimit në të gjithë peizazhin industrial. Duke revolucionarizuar mënyrën se si prodhohen prototipet, pjesët dhe produktet, prodhimi aditiv dhe zbritës janë dy shembuj kryesorë që kanë siguruar efikasitetin dhe kursimet e kostos që prodhuesit kërkojnë të qëndrojnë konkurrues.
I njohur si printim 3D, prodhimi aditiv (AM) është një metodë jo-tradicionale që zakonisht përdor të dhëna dixhitale të dizajnit për të krijuar objekte të ngurta tre-dimensionale duke bashkuar materialet shtresë pas shtrese nga poshtë lart. Shpesh duke bërë pjesë në formë gati rrjete (NNS) pa mbeturina, përdorimi i AM për dizajne produktesh si bazë ashtu edhe komplekse vazhdon të përshkojë industri si automobila, hapësirë ajrore, energji, mjekësi, transport dhe produkte të konsumit. Përkundrazi, procesi zbritës përfshin heqjen e seksioneve nga një bllok materiali me anë të prerjes ose përpunimit me saktësi të lartë për të krijuar një produkt 3D.
Pavarësisht ndryshimeve kryesore, proceset aditive dhe zbritëse nuk janë gjithmonë reciprokisht ekskluzive - pasi ato mund të përdoren për të plotësuar faza të ndryshme të zhvillimit të produktit. Një model koncepti i hershëm ose prototip krijohet shpesh nga procesi aditiv. Pasi ky produkt të finalizohet, mund të kërkohen grupe më të mëdha, duke hapur derën për prodhim zbritës. Kohët e fundit, aty ku koha është thelbësore, metodat hibride aditive/zbritëse po aplikohen për gjëra të tilla si riparimi i pjesëve të dëmtuara/të konsumuara ose krijimi i pjesëve cilësore me më pak kohë përgatitjeje.
AUTOMATIZO PËRPARA
Për të përmbushur kërkesat e rrepta të klientëve, prodhuesit po integrojnë një gamë materialesh teli si çelik inox, nikeli, kobalti, kromi, titaniumi, alumini dhe metale të tjera të ndryshme në ndërtimin e pjesëve të tyre, duke filluar me një substrat të butë por të fortë dhe duke përfunduar me një komponent të fortë dhe rezistent ndaj konsumimit. Pjesërisht, kjo ka zbuluar nevojën për zgjidhje me performancë të lartë për produktivitet dhe cilësi më të madhe si në mjediset e prodhimit aditiv ashtu edhe në ato zbritëse, veçanërisht kur bëhet fjalë për procese si prodhimi aditiv me hark teli (WAAM), zbritja me WAAM, veshja zbritëse me lazer ose dekorimi. Pikat kryesore përfshijnë:
- Teknologji e Avancuar Servo:Për t'iu përgjigjur më mirë objektivave të kohës së daljes në treg dhe specifikimeve të dizajnit të klientëve, kur bëhet fjalë për saktësinë dimensionale dhe cilësinë e përfundimit, përdoruesit fundorë po drejtohen te printerët 3D të përparuar me sisteme servo (mbi motorë hap pas hapi) për kontroll optimal të lëvizjes. Përfitimet e motorëve servo, siç është Sigma-7 i Yaskawa-s, e kthejnë procesin aditiv përmbys, duke i ndihmuar prodhuesit të kapërcejnë problemet e zakonshme nëpërmjet aftësive të fuqizimit të printerit:
- Shtypja e dridhjeve: servomotorët e fuqishëm kanë filtra shtypës të dridhjeve, si dhe filtra anti-rezonancë dhe të prerjes, duke ofruar lëvizje jashtëzakonisht të lëmuar që mund të eliminojë vijat e shkallëzuara vizualisht të pakëndshme të shkaktuara nga valëzimi i momentit rrotullues të motorit hap pas hapi.
- Përmirësim i shpejtësisë: një shpejtësi printimi prej 350 mm/sek është tani një realitet, më shumë se dyfishi i shpejtësisë mesatare të printimit të një printeri 3D duke përdorur një motor hap pas hapi. Në mënyrë të ngjashme, një shpejtësi lëvizjeje deri në 1,500 mm/sek mund të arrihet duke përdorur teknologjinë rrotulluese ose deri në 5 metra/sek duke përdorur teknologjinë servo lineare. Aftësia e përshpejtimit jashtëzakonisht të shpejtë e ofruar përmes servove me performancë të lartë mundëson që kokat e printimit 3D të zhvendosen në pozicionet e tyre të duhura më shpejt. Kjo ndihmon shumë në lehtësimin e nevojës për të ngadalësuar një sistem të tërë për të arritur cilësinë e dëshiruar të përfundimit. Më pas, ky përmirësim në kontrollin e lëvizjes do të thotë gjithashtu se përdoruesit fundorë mund të prodhojnë më shumë pjesë në orë pa sakrifikuar cilësinë.
- Akordimi automatik: sistemet servo mund të kryejnë në mënyrë të pavarur akordimin e tyre të personalizuar, gjë që bën të mundur përshtatjen me ndryshimet në mekanikën e një printeri ose ndryshimet në një proces printimi. Motorët hap pas hapi 3D nuk përdorin reagime pozicioni, duke e bërë pothuajse të pamundur kompensimin e ndryshimeve në procese ose mospërputhjeve në mekanikë.
- Reagimi i koduesit: sistemet e fuqishme servo që ofrojnë reagim absolut të koduesit duhet të kryejnë një rutinë të drejtimit në shtëpi vetëm një herë, duke rezultuar në kohë më të madhe funksionimi dhe kursime kostosh. Printerët 3D që përdorin teknologjinë e motorit hap pas hapi nuk kanë këtë veçori dhe duhet të drejtohen në shtëpi sa herë që ndizen.
- Ndjesia e reagimit: një ekstruder i një printeri 3D shpesh mund të jetë një pengesë në procesin e printimit, dhe një motor hap pas hapi nuk ka aftësinë e ndjeshmërisë së reagimit për të zbuluar një bllokim të ekstruderit - një deficit që mund të çojë në prishjen e një pune të tërë printimi. Duke pasur parasysh këtë, sistemet servo mund të zbulojnë rezervat e ekstruderit dhe të parandalojnë zhveshjen e filamentit. Çelësi i performancës superiore të printimit është të kesh një sistem me lak të mbyllur të përqendruar rreth një enkoderi optik me rezolucion të lartë. Motorët servo me një enkoder absolut me rezolucion të lartë 24-bit mund të ofrojnë 16,777,216 bit rezolucion reagimi me lak të mbyllur për saktësi më të madhe të boshtit dhe ekstruderit, si dhe sinkronizim dhe mbrojtje nga bllokimi.
- Robotë me Performancë të Lartë:Ashtu si servomotorët e fuqishëm po transformojnë aplikimet aditive, edhe robotët po transformojnë. Performanca e tyre e shkëlqyer në shteg, struktura mekanike e ngurtë dhe vlerësimet e larta të mbrojtjes nga pluhuri (IP) - të kombinuara me kontrollin e avancuar kundër dridhjeve dhe aftësinë shumë-aksore - i bëjnë robotët me gjashtë akse shumë fleksibël një mundësi ideale për proceset e vështira që rrethojnë përdorimin e printerëve 3D, si dhe veprimet kryesore për prodhimin zbritës dhe metodat hibride aditive/zbritëse.
Automatizimi robotik, plotësues i makinave të printimit 3D, përfshin gjerësisht trajtimin e pjesëve të printuara në instalime me shumë makina. Nga shkarkimi i pjesëve individuale nga makina e printimit deri te ndarja e pjesëve pas një cikli printimi me shumë pjesë, robotët shumë fleksibël dhe efikasë optimizojnë operacionet për rendiment dhe rritje të produktivitetit më të madh.
Me printimin tradicional 3D, robotët janë të dobishëm me menaxhimin e pluhurit, duke rimbushur pluhurin e printerit kur është e nevojshme dhe duke hequr pluhurin nga pjesët e përfunduara. Në mënyrë të ngjashme, detyra të tjera të përfundimit të pjesëve të njohura me prodhimin e metaleve, si bluarja, lustrimi, heqja e brazdave ose prerja, arrihen lehtësisht. Inspektimi i cilësisë, si dhe nevojat e paketimit dhe logjistikës, po përmbushen gjithashtu drejtpërdrejt me teknologjinë robotike, duke i liruar prodhuesit të përqendrojnë kohën e tyre në punë me vlerë të shtuar më të lartë, si prodhimi me porosi.
Për pjesët më të mëdha të punës, robotët industrialë me rreze të gjatë veprimi po përdoren për të lëvizur drejtpërdrejt kokën e ekstrudimit të një printeri 3D. Kjo, në bashkëpunim me mjete periferike si bazat rrotulluese, pozicionuesit, shinat lineare, gantriet dhe më shumë, po ofrojnë hapësirën e punës të nevojshme për të krijuar struktura hapësinore me formë të lirë. Përveç prototipimit të shpejtë klasik, robotët po përdoren për prodhimin e pjesëve me formë të lirë me vëllim të madh, formave të kallëpeve, konstruksioneve të fermave në formë 3D dhe pjesëve hibride me format të madh. - Kontrolluesit e Makinave me Shumë Boshte:Teknologjia inovative për lidhjen e deri në 62 boshteve të lëvizjes në një mjedis të vetëm tani po e bën të mundur shumë-sinkronizimin e një game të gjerë robotësh industrialë, sistemesh servo dhe disqesh me frekuencë të ndryshueshme të përdorura në proceset aditive, zbritëse dhe hibride. Një familje e tërë pajisjesh tani mund të funksionojë pa probleme së bashku nën kontrollin dhe monitorimin e plotë të një PLC (Kontrolluesi Logjik i Programueshëm) ose kontrolluesi makine IEC, siç është MP3300iec. Shpesh të programuara me një paketë softuerike dinamike 61131 IEC, siç është MotionWorks IEC, platformat profesionale si kjo përdorin mjete të njohura (p.sh., kodet G RepRap, Diagrama e Bllokut të Funksionit, Teksti i Strukturuar, Diagrama e Shkallës, etj.). Për të lehtësuar integrimin e lehtë dhe për të optimizuar kohën e funksionimit të makinës, përfshihen mjete të gatshme si kompensimi i nivelimit të shtratit, kontrolli i avancimit të presionit të ekstruderit, kontrolli i shumëfishtë i boshtit dhe ekstruderit.
- Ndërfaqe Përdoruesi për Prodhim të Avancuar:Shumë të dobishme për aplikimet në printimin 3D, prerjen e formave, makineritë dhe robotikën, paketat e larmishme të softuerëve mund të ofrojnë shpejt një ndërfaqe grafike makine të lehtë për t'u personalizuar, duke siguruar një rrugë drejt shkathtësisë më të madhe. Të dizajnuara duke pasur parasysh kreativitetin dhe optimizimin, platformat intuitive, si Yaskawa Compass, u lejojnë prodhuesve të krijojnë markë dhe të personalizojnë lehtësisht ekranet. Nga përfshirja e atributeve kryesore të makinës deri te përmbushja e nevojave të klientëve, kërkohet pak programim - pasi këto mjete ofrojnë një bibliotekë të gjerë me shtesa të parapërgatitura C# ose mundësojnë importimin e shtesave të personalizuara.
NGRITHU MBI
Ndërsa proceset e vetme aditive dhe zbritëse mbeten të njohura, një zhvendosje më e madhe drejt metodës hibride aditive/zbritëse do të ndodhë gjatë viteve të ardhshme. Pritet të rritet me një normë vjetore të përbërë rritjeje (CAGR) prej 14.8 përqind deri në vitin 2027.1, tregu i makinerive hibride të prodhimit me aditivë është gati të përmbushë rritjen e kërkesave në zhvillim të klientëve. Për t'u ngritur mbi konkurrencën, prodhuesit duhet të peshojnë pro dhe kundrat e metodës hibride për operacionet e tyre. Me aftësinë për të prodhuar pjesë sipas nevojës, me një reduktim të ndjeshëm të gjurmës së karbonit, procesi hibrid i aditivëve/zbritjes ofron disa përfitime tërheqëse. Sidoqoftë, teknologjitë e përparuara për këto procese nuk duhen neglizhuar dhe duhet të zbatohen në katet e punishteve për të lehtësuar produktivitetin dhe cilësinë e produktit më të lartë.
Koha e postimit: 13 gusht 2021
