Servomotoroj kaj robotoj transformas aldonajn aplikojn. Lernu la plej novajn konsilojn kaj aplikojn dum efektivigo de robota aŭtomatigo kaj progresinta movregado por aldona kaj subtraha fabrikado, kaj ankaŭ kio sekvas: pensu pri hibridaj aldonaj/subtrahaj metodoj.
AVANCA AŬTOMATIZO
De Sarah Mellish kaj RoseMary Burns
La adopto de potenc-konvertaj aparatoj, mov-kontrola teknologio, ekstreme flekseblaj robotoj kaj eklektika miksaĵo de aliaj progresintaj teknologioj estas pelantaj faktoroj por la rapida kresko de novaj fabrikadprocezoj tra la industria pejzaĝo. Revoluciigante la manieron kiel prototipoj, partoj kaj produktoj estas fabrikataj, aldona kaj subtraha fabrikado estas du ĉefaj ekzemploj, kiuj provizis la efikecon kaj kostŝparojn, kiujn fabrikistoj celas resti konkurencivaj.
Nomata 3D-presado, aldona fabrikado (AM) estas netradicia metodo, kiu kutime utiligas ciferecajn dezajnajn datumojn por krei solidajn tridimensiajn objektojn per kunfandado de materialoj tavolo post tavolo de malsupre supren. Ofte farante preskaŭ netajn (NNS) partojn sen malŝparo, la uzo de AM por kaj bazaj kaj kompleksaj produktaj dezajnoj daŭre trapenetras industriojn kiel aŭtomobila, aerspaca, energia, medicina, transporta kaj konsumvara. Male, la subtraha procezo implicas forigi sekciojn de bloko de materialo per altpreciza tranĉado aŭ maŝinado por krei 3D-produkton.
Malgraŭ ŝlosilaj diferencoj, la aditivaj kaj subtrahantaj procezoj ne ĉiam reciproke ekskludas unu la alian — ĉar ili povas esti uzataj por kompletigi diversajn stadiojn de produkta disvolviĝo. Frua koncepta modelo aŭ prototipo ofte estas kreita per la aditiva procezo. Post kiam tiu produkto estas finpretigita, pli grandaj aroj povas esti necesaj, malfermante la pordon al subtraha fabrikado. Pli lastatempe, kie tempo estas esenca, hibridaj aditivaj/subtrahantaj metodoj estas aplikataj por aferoj kiel ripari difektitajn/eluzitajn partojn aŭ krei kvalitajn partojn kun malpli da produkttempo.
AŬTOMATIGI ANTAŬEN
Por plenumi la striktajn postulojn de klientoj, fabrikistoj integras gamon da dratmaterialoj kiel rustorezista ŝtalo, nikelo, kobalto, kromo, titanio, aluminio kaj aliaj malsamaj metaloj en la konstruadon de siaj partoj, komencante per mola sed forta substrato kaj finiĝante per malmola, eluziĝ-rezista komponanto. Parte, tio rivelis la bezonon de alt-efikecaj solvoj por pli granda produktiveco kaj kvalito en kaj aditivaj kaj subtrahantaj fabrikadaj medioj, precipe kiam temas pri procezoj kiel drata arka aldona fabrikado (WAAM), WAAM-subtraha, lasera tegaĵ-subtraha aŭ ornamado. Kulminaĵoj inkluzivas:
- Altnivela Servoteknologio:Por pli bone trakti merkatigajn celojn kaj klientajn dezajnajn specifojn, rilate al dimensia precizeco kaj finpolura kvalito, finuzantoj turnas sin al progresintaj 3D-printiloj kun servosistemoj (anstataŭ paŝomotoroj) por optimuma movkontrolo. La avantaĝoj de servomotoroj, kiel ekzemple Sigma-7 de Yaskawa, renversas la aldonan procezon, helpante fabrikistojn superi oftajn problemojn per pres-plibonigaj kapabloj:
- Vibrado-subpremado: fortikaj servomotoroj fanfaronas pri vibrado-subpremaj filtriloj, same kiel kontraŭresonancaj kaj noĉaj filtriloj, produktante ekstreme glatan moviĝon, kiu povas forigi la vide malagrablajn paŝoliniojn kaŭzitajn de la tordmomanta ondo de paŝomotoro.
- Plibonigo de rapido: presrapideco de 350 mm/sek nun estas realaĵo, pli ol duobligante la averaĝan presrapidecon de 3D-printilo uzanta paŝomotoron. Simile, vojaĝrapideco ĝis 1 500 mm/sek povas esti atingita uzante rotacian aŭ ĝis 5 metrojn/sek uzante linearan servoteknologion. La ekstreme rapida akcelkapablo provizita per alt-efikecaj servomotoroj ebligas movi 3D-preskapojn al iliaj ĝustaj pozicioj pli rapide. Ĉi tio multe kontribuas al malpliigo de la bezono malrapidigi tutan sistemon por atingi la deziratan finkvaliton. Sekve, ĉi tiu plibonigo en movkontrolo ankaŭ signifas, ke finuzantoj povas fabriki pli da partoj hore sen oferi kvaliton.
- Aŭtomata agordado: servosistemoj povas sendepende plenumi sian propran agordadon, kio ebligas adaptiĝi al ŝanĝoj en la mekaniko de presilo aŭ varioj en presprocezo. 3D paŝomotoroj ne uzas pozician retrokuplon, kio faras preskaŭ neeble kompensi ŝanĝojn en procezoj aŭ diferencojn en mekaniko.
- Kodigilo-religo: fortikaj servosistemoj, kiuj ofertas absolutan kodigilo-religon, bezonas nur plenumi hejman rutinon unufoje, rezultante en pli granda funkcitempo kaj ŝparado de kostoj. 3D-printiloj, kiuj uzas paŝomotoran teknologion, ne havas ĉi tiun funkcion kaj devas esti hejmaj ĉiufoje kiam ili estas ŝaltitaj.
- Reagsensado: eltrudilo de 3D-printilo ofte povas esti proplempunkto en la presprocezo, kaj paŝomotoro ne havas la reagsensan kapablon detekti eltrudilan blokiĝon — deficiton, kiu povas konduki al la ruino de tuta preslaboro. Konsiderante tion, servosistemoj povas detekti eltrudilajn rezervajn partojn kaj malhelpi filamento-nudigon. La ŝlosilo al supera presrendimento estas havi fermitcirklan sistemon centritan ĉirkaŭ alt-rezolucia optika kodigilo. Servomotoroj kun 24-bita absoluta alt-rezolucia kodigilo povas provizi 16 777 216 bitojn da fermitcirkla reagsensado por pli granda akso- kaj eltrudila precizeco, same kiel sinkronigado kaj protekto kontraŭ blokiĝo.
- Alt-efikecaj Robotoj:Same kiel fortikaj servomotoroj transformas aldonajn aplikojn, same faras robotoj. Ilia bonega vojfunkcio, rigida mekanika strukturo kaj altaj polvoprotektaj (IP) rangigoj — kombinitaj kun altnivela kontraŭvibra kontrolo kaj plur-aksa kapablo — faras tre flekseblajn ses-aksajn robotojn ideala elekto por la postulemaj procezoj ĉirkaŭ la utiligo de 3D-printiloj, same kiel ŝlosilaj agoj por la subtrakta fabrikado kaj hibridaj aldonaj/subtraktaj metodoj.
Robota aŭtomatigo komplementa al 3D-presiloj vaste implicas la manipuladon de presitaj partoj en plurmaŝinaj instalaĵoj. De malŝarĝado de individuaj partoj de la presilo, ĝis apartigado de partoj post plurparta presciklo, tre flekseblaj kaj efikaj robotoj optimumigas operaciojn por pli granda trairo kaj produktivecaj gajnoj.
Per tradicia 3D-presado, robotoj estas helpemaj pri pulvora administrado, replenigado de presilpulvoro kiam necese kaj forigado de pulvoro de finitaj partoj. Simile, aliaj partfinpoluraj taskoj popularaj ĉe metalfabrikado kiel muelado, polurado, senlavado aŭ tranĉado estas facile plenumataj. Kvalitinspektado, same kiel pakado kaj loĝistikaj bezonoj ankaŭ estas rekte plenumataj per robota teknologio, liberigante fabrikistojn por koncentri sian tempon al pli altvalora laboro, kiel mendofarado.
Por pli grandaj laborpecoj, long-atingaj industriaj robotoj estas prilaboritaj por rekte movi eltrudan kapon de 3D-printilo. Ĉi tio, kune kun flankaparatoj kiel rotaciantaj bazoj, poziciigiloj, liniaj trakoj, gantrioj kaj pli, provizas la laborspacon bezonatan por krei spacajn liberformajn strukturojn. Krom klasika rapida prototipado, robotoj estas uzataj por la fabrikado de grandvolumenaj liberformaj partoj, muldilaj formoj, 3D-formaj trabaj strukturoj kaj grandformataj hibridaj partoj. - Pluraksaj Maŝinregiloj:Noviga teknologio por konekti ĝis 62 movaksojn en ununura medio nun ebligas plursinkronigon de vasta gamo da industriaj robotoj, servosistemoj kaj varifrekvencaj transmisiiloj uzataj en aditivaj, subtrahantaj kaj hibridaj procezoj. Tuta familio de aparatoj nun povas senjunte funkcii kune sub la kompleta kontrolo kaj monitorado de PLC (Programebla Logika Regilo) aŭ IEC-maŝinregilo, kiel ekzemple la MP3300iec. Ofte programitaj per dinamika 61131 IEC-programarpakaĵo, kiel ekzemple MotionWorks IEC, profesiaj platformoj kiel ĉi tiu uzas konatajn ilojn (ekzemple, RepRap-G-kodojn, Funkciajn Blokdiagramojn, Strukturitan Tekston, Ŝtupetan Diagramon, ktp.). Por faciligi facilan integriĝon kaj optimumigi maŝinan funkcitempon, pretaj iloj kiel kompenso de niveligo de lito, kontrolo de antaŭenigo de la premo de la eltrudilo, kontrolo de pluraj spindeloj kaj eltrudilo estas inkluzivitaj.
- Altnivelaj Uzantinterfacoj por Fabrikado:Tre utilaj por aplikoj en 3D-presado, formtranĉado, maŝiniloj kaj robotiko, diversaj programaraj pakaĵoj povas rapide liveri facile personigeblan grafikan maŝininterfacon, provizante vojon al pli granda versatileco. Dizajnitaj kun kreemo kaj optimumigo en menso, intuiciaj platformoj, kiel Yaskawa Compass, permesas al fabrikantoj marki kaj facile personigi ekranojn. De inkluzivado de kernaj maŝinatributoj ĝis akomodado de klientaj bezonoj, malmulte da programado estas necesa - ĉar ĉi tiuj iloj provizas ampleksan bibliotekon de antaŭkonstruitaj C#-kromprogramoj aŭ ebligas la importadon de personigitaj kromprogramoj.
LEVIĜU SUPER
Dum la unu-aditivaj kaj subtrahantaj procezoj restas popularaj, pli granda ŝanĝo al la hibrida aditiva/subtraha metodo okazos dum la venontaj kelkaj jaroj. Ĝi atendas kreskon je jara kreskorapideco (CAGR) de 14.8 procentoj antaŭ 2027.1, la merkato por hibridaj aldonaĵaj fabrikadaj maŝinoj pretas kontentigi la kreskantajn postulojn de klientoj. Por superi la konkurencon, fabrikantoj devus pesi la avantaĝojn kaj malavantaĝojn de la hibrida metodo por siaj operacioj. Kun la kapablo produkti partojn laŭbezone, por grava redukto de karbona spuro, la hibrida aldona/subtraha procezo ofertas kelkajn allogajn avantaĝojn. Tamen, la altnivelaj teknologioj por ĉi tiuj procezoj ne devus esti preteratentitaj kaj devus esti efektivigitaj en la fabrikejoj por faciligi pli grandan produktivecon kaj produktokvaliton.
Afiŝtempo: 13-a de aŭgusto 2021
