Servo motorët dhe robotët po transformojnë aplikacionet shtesë. Mësoni këshillat dhe aplikacionet më të fundit kur zbatoni automatizimin robotik dhe kontrollin e avancuar të lëvizjes për prodhim shtesë dhe zbritës, si dhe çfarë ka më pas: mendoni për metodat hibride shtesë/zbritëse.
AVANCIMI I automatizimit
Nga Sarah Mellish dhe RoseMary Burns
Miratimi i pajisjeve të konvertimit të fuqisë, teknologjia e kontrollit të lëvizjes, robotët jashtëzakonisht fleksibël dhe një përzierje eklektike e teknologjive të tjera të avancuara janë faktorë nxitës për rritjen e shpejtë të proceseve të reja të fabrikimit në të gjithë peizazhin industrial. Duke revolucionarizuar mënyrën se si prodhohen prototipet, pjesët dhe produktet, prodhimi shtues dhe zbritës janë dy shembuj kryesorë që kanë siguruar efikasitetin dhe kursimin e kostos që fabrikuesit kërkojnë të qëndrojnë konkurrues.
I referuar si printimi 3D, prodhimi aditiv (AM) është një metodë jo tradicionale që zakonisht përdor të dhënat e dizajnit dixhital për të krijuar objekte të forta tre-dimensionale duke shkrirë materialet shtresë pas shtrese nga poshtë lart. Duke bërë shpesh pjesë në formë afër rrjetës (NNS) pa mbeturina, përdorimi i AM si për modelet bazë ashtu edhe për ato komplekse të produkteve vazhdon të depërtojë në industri si automobilat, hapësirën ajrore, energjinë, mjekësinë, transportin dhe produktet e konsumit. Përkundrazi, procesi i zbritjes përfshin heqjen e seksioneve nga një bllok materiali me prerje ose përpunim me saktësi të lartë për të krijuar një produkt 3D.
Pavarësisht dallimeve kryesore, proceset shtesë dhe zbritëse nuk janë gjithmonë reciprokisht ekskluzive – pasi ato mund të përdoren për të komplimentuar faza të ndryshme të zhvillimit të produktit. Një model i hershëm koncepti ose prototip krijohet shpesh nga procesi aditiv. Pasi ai produkt të finalizohet, mund të kërkohen tufa më të mëdha, duke hapur derën për prodhimin zbritës. Kohët e fundit, ku koha është thelbësore, metodat hibride shtuese/zbritëse po aplikohen për gjëra të tilla si riparimi i pjesëve të dëmtuara/të konsumuara ose krijimi i pjesëve cilësore me më pak kohë të prodhimit.
AUTOMATË PËRPARA
Për të përmbushur kërkesat e rrepta të klientëve, fabrikuesit po integrojnë një sërë materialesh teli si çeliku inox, nikeli, kobalti, kromi, titani, alumini dhe metale të tjera të ndryshme në ndërtimin e pjesëve të tyre, duke filluar me një nënshtresë të butë, por të fortë dhe duke përfunduar me një shtresë të fortë, të konsumuar. - komponent rezistent. Pjesërisht, kjo ka zbuluar nevojën për zgjidhje të performancës së lartë për produktivitet dhe cilësi më të madhe si në mjediset e prodhimit shtesë ashtu edhe në ato zbritëse, veçanërisht kur bëhet fjalë për procese si prodhimi i aditivëve me hark teli (WAAM), WAAM-subtractive, veshja me lazer-subtractive ose dekorimi. Pikat kryesore përfshijnë:
- Teknologjia e avancuar e Servo:Për të adresuar më mirë qëllimet nga koha në treg dhe specifikimet e dizajnit të klientit, ku bëhet fjalë për saktësinë dimensionale dhe cilësinë e përfundimit, përdoruesit përfundimtarë po i drejtohen printerëve të avancuar 3D me sisteme servo (mbi motorët stepper) për kontroll optimal të lëvizjes. Përfitimet e servo motorëve, të tillë si Sigma-7 i Yaskawa-s, e kthejnë procesin e aditivëve në kokë, duke ndihmuar fabrikuesit të kapërcejnë problemet e zakonshme nëpërmjet aftësive të rritjes së printerit:
- Shtypja e dridhjeve: servo motorët e fuqishëm mburren me filtra për shtypjen e dridhjeve, si dhe me filtra kundër rezonancës dhe niveleve, duke dhënë lëvizje jashtëzakonisht të lëmuara që mund të eliminojnë linjat e pakëndshme të shkallëve të shkaktuara nga valëzimi i rrotullimit të motorit stepper.
- Rritja e shpejtësisë: një shpejtësi printimi prej 350 mm/sek tani është një realitet, më shumë se dyfishimi i shpejtësisë mesatare të printimit të një printeri 3D duke përdorur një motor stepper. Në mënyrë të ngjashme, një shpejtësi udhëtimi deri në 1500 mm/sek mund të arrihet duke përdorur rrotullues ose deri në 5 metra/sek duke përdorur teknologjinë lineare servo. 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 për të lehtësuar nevojën për të ngadalësuar një sistem të tërë për të arritur cilësinë e dëshiruar të përfundimit. Më pas, ky përmirësim në kontrollin e lëvizjes nënkupton gjithashtu që përdoruesit përfundimtarë mund të prodhojnë më shumë pjesë në orë pa sakrifikuar cilësinë.
- Sintonizimi automatik: sistemet servo mund të kryejnë në mënyrë të pavarur akordimin e tyre personal, gjë që bën të mundur përshtatjen me ndryshimet në mekanikën e një printeri ose ndryshimet në një proces printimi. Motorët stepper 3D nuk përdorin reagime të pozicionit, duke e bërë pothuajse të pamundur kompensimin e ndryshimeve në procese ose mospërputhjeve në mekanikë.
- Reagimi i koduesit: sistemet e fuqishme servo që ofrojnë reagime absolute të kodifikuesit duhet të kryejnë vetëm një herë rutinën e kthimit, duke rezultuar në kursime më të mëdha të kohës dhe kostos. Printerëve 3D që përdorin teknologjinë e motorëve stepper u mungon kjo veçori dhe duhet të vendosen në shtëpi sa herë që ndizen.
- Ndjeshmëria e reagimit: një ekstruder i një printeri 3D shpesh mund të jetë një pengesë në procesin e printimit dhe një motor stepper nuk ka aftësinë e ndjeshmërisë së reagimit për të zbuluar një bllokim ekstruderi - një deficit që mund të çojë në prishjen e një pune të tërë printimi. Me këtë në mendje, sistemet servo mund të zbulojnë kopje rezervë të ekstruderit dhe të parandalojnë zhveshjen e filamentit. Çelësi për performancën superiore të printimit është të kesh një sistem me qark të mbyllur të përqendruar rreth një koduesi optik me rezolucion të lartë. Servo motorët me një kodues absolut me rezolucion të lartë 24-bit mund të ofrojnë 16,777,216 bit rezolucion reagimi me unazë të mbyllur për saktësi më të madhe të boshtit dhe ekstruderit, si dhe sinkronizimin dhe mbrojtjen e bllokimit.
- Robotët me performancë të lartë:Ashtu si servo motorët e fuqishëm po transformojnë aplikacionet shtesë, po kështu edhe robotët. Performanca e tyre e shkëlqyer e rrugës, struktura e ngurtë mekanike dhe vlerësimet e larta të mbrojtjes nga pluhuri (IP) - të kombinuara me kontrollin e avancuar kundër dridhjeve dhe aftësinë me shumë boshte - i bëjnë robotët me gjashtë boshte shumë fleksibël një opsion ideal për proceset kërkuese që rrethojnë përdorimin e 3D printerët, si dhe veprimet kryesore për prodhimin zbritës dhe metodat hibride aditiv/zbritës.
Automatizimi robotik kompliment për makinat e printimit 3D përfshin gjerësisht trajtimin e pjesëve të printuara në instalimet me shumë makina. Nga shkarkimi i pjesëve individuale nga makina e printimit, tek ndarja e pjesëve pas një cikli printimi me shumë pjesë, robotët shumë fleksibël dhe efikas optimizojnë operacionet për përfitime më të mëdha të xhiros dhe produktivitetit.
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, detyrat e tjera të përfundimit të pjesëve të njohura me fabrikimin e metaleve si bluarja, lustrimi, heqja e gërvishtjeve ose prerja arrihen lehtësisht. Inspektimi i cilësisë, si dhe nevojat e paketimit dhe logjistikës po plotësohen gjithashtu ballë për ballë me teknologjinë robotike, duke i liruar fabrikuesit të përqendrojnë kohën e tyre në punë me vlerë më të lartë të shtuar, si fabrikimi me porosi.
Për pjesët më të mëdha të punës, robotët industrialë me shtrirje të gjatë po përdoren për të lëvizur drejtpërdrejt kokën e nxjerrjes së printerit 3D. Kjo, në lidhje me veglat periferike si bazat rrotulluese, pozicionuesit, shiritat linearë, dorezat dhe më shumë, po ofrojnë hapësirën e punës të nevojshme për të krijuar struktura hapësinore me formë të lirë. Përveç prototipave klasike të shpejta, robotët po përdoren për fabrikimin e pjesëve me vëllim të madh të formës së lirë, të formave të kallëpeve, të konstruksioneve të kapakut në formë 3D dhe të pjesëve hibride me format të madh. - Kontrollorët e makinerive me shumë boshte:Teknologjia inovative për lidhjen deri në 62 akset e lëvizjes në një mjedis të vetëm po bën të mundur tani shumësinkronizimin e një game të gjerë robotësh industrialë, sisteme servo dhe disqe me frekuencë të ndryshueshme të përdorura në proceset shtesë, zbritëse dhe hibride. Një familje e tërë pajisjesh tani mund të punojnë pa probleme së bashku nën kontrollin dhe monitorimin e plotë të një kontrolluesi PLC (Programmable Logic Controller) ose kontrolluesi makine IEC, siç është MP3300iec. Shpesh të programuara me një paketë softuerike dinamike 61131 IEC, si MotionWorks IEC, platformat profesionale si kjo përdorin mjete të njohura (p.sh., RepRap G-kodet, Diagrami i Bllokut të Funksionit, Teksti i Strukturuar, Diagrami i shkallëve, 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 boshtit të shumëfishtë dhe i ekstruderit.
- Ndërfaqet e avancuara të përdorimit të prodhimit:Shumë dobiprurëse për aplikimet në printimin 3D, prerjen e formës, veglat e makinerisë dhe robotikën, paketat e ndryshme softuerësh mund të ofrojnë shpejt një ndërfaqe grafike makinerie të lehtë për t'u personalizuar, duke ofruar një shteg për shkathtësi më të madhe. Të dizajnuara duke pasur parasysh kreativitetin dhe optimizimin, platformat intuitive, si Yaskawa Compass, u lejojnë prodhuesve të markojnë dhe personalizojnë me lehtësi ekranet. Nga përfshirja e atributeve kryesore të makinerive deri në plotësimin e nevojave të klientit, kërkohet pak programim – pasi këto mjete ofrojnë një bibliotekë të gjerë të shtojcave të para-ndërtuara C# ose mundësojnë importimin e shtojcave të personalizuara.
NGRITET SIPER
Ndërsa proceset e vetme shtesë dhe zbritëse mbeten të njohura, një zhvendosje më e madhe drejt metodës hibride aditiv/zbritës do të ndodhë gjatë viteve të ardhshme. Pritet të rritet me një normë të përbërë të rritjes vjetore (CAGR) prej 14.8 përqind deri në vitin 20271, tregu i makinerive të prodhimit të aditivëve hibridë është i gatshëm të përmbushë rritjen e kërkesave të klientëve në zhvillim. Për t'u ngritur mbi konkurrencën, prodhuesit duhet të peshojnë të mirat dhe të këqijat e metodës hibride për operacionet e tyre. Me aftësinë për të prodhuar pjesë sipas nevojës, deri në një reduktim të madh të gjurmës së karbonit, procesi hibrid aditiv/zbritës ofron disa përfitime tërheqëse. Pavarësisht, teknologjitë e avancuara për këto procese nuk duhet të anashkalohen dhe duhet të zbatohen në dyshemetë e dyqaneve për të lehtësuar produktivitetin dhe cilësinë e produktit më të madh.
Koha e postimit: Gusht-13-2021
