Servomotoren en robots transformeren additieve toepassingen. Leer de nieuwste tips en toepassingen bij het implementeren van robotautomatisering en geavanceerde bewegingscontrole voor additieve en subtractieve productie, evenals wat de volgende is: denk aan hybride additieve/subtractieve methoden.
Bevorderende automatisering
Door Sarah Mellish en Rosemary Burns
De acceptatie van stroomconversie -apparaten, bewegingscontroletechnologie, uiterst flexibele robots en een eclectische mix van andere geavanceerde technologieën zijn drijffactoren voor de snelle groei van nieuwe fabricageprocessen in het industriële landschap. Revolutionering van de manier waarop prototypes, onderdelen en producten worden gemaakt, additieve en subtractieve productie zijn twee uitstekende voorbeelden die de efficiëntie en kostenbesparingen hebben gegeven om concurrerend te blijven.
ADDRECTION-AM) genoemd als 3D-printen, is een niet-traditionele methode die meestal gebruik maakt van digitale ontwerpgegevens om solide driedimensionale objecten te maken door de materiaallaag van de onderkant van de onderkant te fuseren. Vaak het maken van bijna-net-vorm (NNS) delen zonder afval, blijft het gebruik van AM voor zowel basis- als complexe productontwerpen industrieën zoals automotive, ruimtevaart, energie, medisch, transport en consumentenproducten doordringen. Integendeel, het subtractieve proces omvat het verwijderen van secties uit een blok materiaal door hoge precisie snijden of bewerking om een 3D -product te maken.
Ondanks belangrijke verschillen zijn de additieve en subtractieve processen niet altijd elkaar uitsluiten - omdat ze kunnen worden gebruikt om verschillende stadia van productontwikkeling te complimenteren. Een vroeg conceptmodel of prototype wordt vaak gecreëerd door het additieve proces. Zodra dat product is afgerond, kunnen grotere batches nodig zijn, waardoor de deur wordt geopend voor subtractieve productie. Meer recent, waar tijd van essentieel belang is, worden hybride additieve/subtractieve methoden toegepast voor dingen zoals het repareren van beschadigde/versleten onderdelen of het creëren van kwaliteitsonderdelen met minder doorlooptijd.
Automatiseren
Om te voldoen aan de strenge eisen van de klant, integreren fabrikanten een reeks draadmaterialen zoals roestvrij staal, nikkel, kobalt, chroom, titanium, aluminium en andere ongelijksoortige metalen in hun kantconstructie, beginnend met een zacht maar sterk substraat en eindigen met een harde, slijtage -Slistige component. Gedeeltelijk heeft dit de behoefte aan oplossingen voor hoge prestaties aangetoond voor een grotere productiviteit en kwaliteit in zowel additieve als subtractieve productieomgevingen, vooral waar processen zoals Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), WAAM-Subtractive, Laser Cladding-Subtractive of Decoration betreft. Hoogtepunten zijn onder meer:
- Geavanceerde servo -technologie:Om time-to-market doelen en specificaties van klantenontwerp beter aan te pakken, waar dimensionale precisie en afwerkingskwaliteit betrekking hebben, wenden eindgebruikers zich tot geavanceerde 3D-printers met servosystemen (over stepper motoren) voor optimale bewegingscontrole. De voordelen van servo-motoren, zoals Sigma-7 van Yaskawa, zetten het additieve proces op zijn hoofd, waardoor fabrikanten veel voorkomende problemen overwinnen via printerverboochelmogelijkheden:
- Trillingsonderdrukking: robuuste servo-motoren beschikken over trillingsonderdrukkingsfilters, evenals anti-resonantie- en Notch-filters, wat een extreem vloeiende beweging oplevert die de visueel onaangename staplijnen kan elimineren die worden veroorzaakt door stappenmotor koppelripple.
- Snelheidsverbetering: een afdruksnelheid van 350 mm/sec is nu een realiteit, die de gemiddelde printsnelheid van een 3D -printer meer dan verdubbelt met behulp van een steppermotor. Evenzo kan een reissnelheid van maximaal 1500 mm/sec worden bereikt met Rotary of tot 5 meter/sec met behulp van lineaire servo -technologie. De extreem snelle versnellingsmogelijkheden die worden verstrekt via krachtige servo's, kunnen 3D-printkoppen sneller naar hun juiste posities worden verplaatst. Dit gaat een lange weg om de noodzaak te verlichten om een heel systeem te vertragen om de gewenste afwerkingskwaliteit te bereiken. Vervolgens betekent deze upgrade in bewegingscontrole ook dat eindgebruikers meer onderdelen per uur kunnen fabriceren zonder kwaliteit op te offeren.
- Automatische afstemming: servo -systemen kunnen onafhankelijk hun eigen aangepaste afstemming uitvoeren, waardoor het mogelijk is om zich aan te passen aan veranderingen in de mechanica van een printer of varianties in een drukproces. 3D -stappenmotoren gebruiken geen positiefeedback, waardoor het bijna onmogelijk is om veranderingen in processen of discrepanties in mechanica te compenseren.
- Feedback van encoder: robuuste servosystemen die absolute encoder feedback bieden, hoeven slechts eenmaal een homing -routine uit te voeren, wat resulteert in grotere uptime en kostenbesparingen. 3D -printers die Stepper Motor -technologie gebruiken, ontbreken deze functie en moeten worden gehuisvest telkens wanneer ze worden ingeschakeld.
- Feedback -detectie: een extruder van een 3D -printer kan vaak een knelpunt in het afdrukproces zijn, en een steppermotor heeft niet de feedback -detectiemogelijkheid om een extruderjam te detecteren - een tekort dat kan leiden tot de ruïne van een hele afdruktaak. Met dit in gedachten kunnen servosystemen extruderback -ups detecteren en strippen van de gloeidraad voorkomen. De sleutel tot superieure printprestaties is het hebben van een gesloten-loopsysteem gecentreerd rond een optische encoder met hoge resolutie. Servo-motoren met een 24-bit absolute encoder van hoge resolutie kunnen 16.777,216 bits met een gesloten-lus feedbackresolutie bieden voor een grotere as en extrudernauwkeurigheid, evenals synchronisatie en jambescherming.
- High Performance Robots:Net zoals robuuste servo -motoren additieve toepassingen transformeren, zijn ook robots. Hun uitstekende padprestaties, rigide mechanische structuur en hoge stofbeschermingsbeoordelingen-gecombineerd met geavanceerde anti-vibratiecontrole en multi-ascapaciteit-maken zeer flexibele zes-as robots een ideale optie voor de veeleisende processen die het gebruik van 3D omringen Printers, evenals belangrijke acties voor de subtractieve productie en hybride additieve/subtractieve methoden.
Robotachtige automatisering complimenten bij 3D-printmachines omvat breed de afhandeling van gedrukte onderdelen in multi-machine-installaties. Van het lossen van afzonderlijke onderdelen uit de printmachine tot het scheiden van onderdelen na een meerdelige printcyclus, zeer flexibele en efficiënte robots optimaliseren bewerkingen voor grotere doorvoer- en productiviteitswinst.
Met traditioneel 3D -printen zijn robots nuttig met poederbeheer, het opnieuw vullen van printerpoeder wanneer dat nodig is en poeder uit afgewerkte delen verwijderen. Evenzo worden andere onderdeelwerktaken die populair zijn bij metaalfabricage, zoals slijpen, polijsten, ontbranden of snijden gemakkelijk bereikt. Kwaliteitsinspectie, evenals verpakkings- en logistieke behoeften worden ook aan de robottechnologie voldaan, waardoor fabrikanten worden vrijgemaakt om hun tijd te concentreren op werk met een hoger toegevoegde waarde, zoals aangepaste fabricage.
Voor grotere werkstukken worden langdurige industriële robots gereedschap om een 3D-printerextrusiekop direct te verplaatsen. Dit, in combinatie met perifere gereedschappen zoals roterende basen, positioners, lineaire sporen, gantries en meer, biedt de werkruimte die nodig is om ruimtelijke vrije vormstructuren te creëren. Afgezien van klassieke snelle prototyping, worden robots gebruikt voor de fabricage van vrije volume vrije vormonderdelen, vormvormen, 3D-vormige trussconstructies en grootformaat hybride onderdelen. - Multi-axis machine-controllers:Innovatieve technologie voor het verbinden van maximaal 62 bewegingsassen in een enkele omgeving maakt nu multi-synchronisatie van een breed scala aan industriële robots, servosystemen en variabele frequentiedrives die worden gebruikt in de additieve, subtractieve en hybride processen die mogelijk zijn. Een hele familie van apparaten kan nu naadloos samenwerken onder de volledige controle en monitoring van een PLC (programmeerbare logische controller) of IEC -machinecontroller, zoals de MP3300IEC. Vaak geprogrammeerd met een dynamisch 61131 IEC-softwarepakket, zoals MotionWorks IEC, gebruiken professionele platforms zoals deze bekende tools (dwz, reprat G-codes, functieblokdiagram, gestructureerde tekst, ladderdiagram, enz.). Om eenvoudige integratie te vergemakkelijken en machine-uptime te optimaliseren, zijn kant-en-klare gereedschappen zoals bedichtingscompensatie, extruderdrukvoorschotregeling, meerdere spindel en extruderbesturing opgenomen.
- Geavanceerde productie -gebruikersinterfaces:Zeer gunstig voor applicaties in 3D-printen, vormknippen, machinetool en robotica, diverse softwarepakketten kunnen snel een eenvoudig te casteren grafische machine-interface opleveren, wat een pad naar grotere veelzijdigheid biedt. Ontworpen met creativiteit en optimalisatie in gedachten, stellen intuïtieve platforms, zoals Yaskawa Compass, fabrikanten in staat om schermen te branden en gemakkelijk aan te passen. Van het opnemen van kernmachineattributen tot het aanpassen van de behoeften van de klant, er is weinig programmering vereist-omdat deze tools een uitgebreide bibliotheek van voorgebouwde C# plug-ins bieden of het importeren van aangepaste plug-ins mogelijk maken.
Uitkomen boven
Hoewel de enkele additieve en subtractieve processen populair blijven, zal de komende jaren een grotere verschuiving naar de hybride additieve/subtractieve methode optreden. Naar verwachting zal groeien met een samengestelde jaarlijkse groeipercentage (CAGR) van 14,8 procent tegen 20271, de markt voor hybride additieve productiemachine is klaar om te voldoen aan de toename van de evoluerende eisen van de klant. Om boven de concurrentie uit te stijgen, moeten fabrikanten de voor- en nadelen van de hybride methode voor hun activiteiten afwegen. Met de mogelijkheid om onderdelen te produceren als dat nodig is, tot een belangrijke vermindering van de koolstofvoetafdruk, biedt het hybride additief/subtractieve proces een aantal aantrekkelijke voordelen. Hoe dan ook, de geavanceerde technologieën voor deze processen mogen niet over het hoofd worden gezien en moeten op winkelvloeren worden geïmplementeerd om een grotere productiviteit en productkwaliteit te vergemakkelijken.
Posttijd: augustus-13-2021
