Серварухавікі і робаты пераўтвараюць дадаткі прысадак. Даведайцеся пра апошнія парады і прыкладанні пры ўкараненні рабатызаванай аўтаматызацыі і пашыранага кіравання рухам для адытыўнай і субтрактыўнай вытворчасці, а таксама пра тое, што будзе далей: падумайце аб гібрыдных адытыўных/субтрактыўных метадах.
ПАСЕДАВАННЕ АЎТАМАТЫЗАЦЫІ
Аўтары Сара Меліш і РоўзМэры Бернс
Прыняцце прылад пераўтварэння энергіі, тэхналогіі кіравання рухам, надзвычай гнуткіх робатаў і эклектычнага спалучэння іншых перадавых тэхналогій з'яўляюцца рухаючымі фактарамі для хуткага росту новых працэсаў вырабу ў прамысловым ландшафце. Рэвалюцыяналізуючы спосаб вырабу прататыпаў, дэталяў і прадуктаў, адытыўная і субтрактивная вытворчасць - два яркія прыклады, якія забяспечваюць эфектыўнасць і эканомію сродкаў, якія вытворцы імкнуцца заставацца канкурэнтаздольнымі.
Адытыўная вытворчасць (AM), якую называюць 3D-друкам, з'яўляецца нетрадыцыйным метадам, які звычайна выкарыстоўвае лічбавыя даныя праектавання для стварэння трывалых трохмерных аб'ектаў шляхам зліцця матэрыялаў пласт за пластом знізу ўверх. Часта вырабляючы дэталі амаль чыстай формы (NNS) без адходаў, выкарыстанне AM для асноўных і складаных канструкцый прадуктаў працягвае пранікаць у такія галіны, як аўтамабільная, аэракасмічная, энергетычная, медыцынская, транспартная і спажывецкія тавары. Наадварот, працэс аднімання цягне за сабой выдаленне секцый з блока матэрыялу шляхам высокадакладнай рэзкі або механічнай апрацоўкі для стварэння 3D-прадукта.
Нягледзячы на ключавыя адрозненні, працэсы дабаўлення і аднімання не заўсёды ўзаемавыключальныя, бо іх можна выкарыстоўваць для дапаўнення розных этапаў распрацоўкі прадукту. Ранняя канцэптуальная мадэль або прататып часта ствараецца з дапамогай адытыўнага працэсу. Пасля таго, як гэты прадукт будзе завершаны, могуць спатрэбіцца больш буйныя партыі, што адкрые дзверы для субтрактивной вытворчасці. Зусім нядаўна, калі час мае важнае значэнне, гібрыдныя адытыўныя/аднімальныя метады прымяняюцца для такіх рэчаў, як рамонт пашкоджаных/зношаных дэталяў або стварэнне якасных дэталяў з меншым часам выканання.
АЎТАМАТЫЗАВАЦЬ НАПЕРАД
Каб задаволіць строгія патрабаванні кліентаў, вытворцы інтэгруюць у канструкцыю сваіх дэталяў цэлы шэраг дротавых матэрыялаў, такіх як нержавеючая сталь, нікель, кобальт, хром, тытан, алюміній і іншыя разнастайныя металы, пачынаючы з мяккай, але трывалай падкладкі і заканчваючы цвёрдай, зносаўстойлівай -ўстойлівы кампанент. Часткова гэта выявіла патрэбу ў высокаэфектыўных рашэннях для павышэння прадукцыйнасці і якасці ў асяроддзі адытыўнай і субтрактивной вытворчасці, асабліва ў такіх працэсах, як дуговая адытыўная вытворчасць (WAAM), WAAM-субтрактивная, лазерная ашалёўка-субтрактивная або ўпрыгожванне. Асноўныя моманты ўключаюць:
- Перадавая тэхналогія сервопривода:Каб лепш задаволіць задачы па выхадзе на рынак і спецыфікацыі дызайну заказчыка, калі гаворка ідзе пра дакладнасць памераў і якасць аздаблення, канчатковыя карыстальнікі звяртаюцца да перадавых 3D-прынтараў з сервасістэмамі (паверх крокавых рухавікоў) для аптымальнага кіравання рухам. Перавагі серварухавікоў, такіх як Sigma-7 ад Yaskawa, пераварочваюць працэс дабаўлення з ног на галаву, дапамагаючы вытворцам пераадольваць агульныя праблемы з дапамогай магчымасцей узмацнення прынтара:
- Падаўленне вібрацыі: надзейныя серварухавікі маюць фільтры для падаўлення вібрацыі, а таксама антырэзанансныя і рэжэктарныя фільтры, якія забяспечваюць надзвычай плыўны рух, які можа ліквідаваць візуальна непрыемныя ступеністыя лініі, выкліканыя пульсацыяй крутоўнага моманту крокавага рухавіка.
- Павышэнне хуткасці: хуткасць друку ў 350 мм/с зараз стала рэальнасцю, што больш чым у два разы перавышае сярэднюю хуткасць друку 3D-прынтара з выкарыстаннем крокавага рухавіка. Аналагічным чынам, хуткасць руху да 1500 мм/с можа быць дасягнута з выкарыстаннем ротарнай або да 5 метраў/с з дапамогай тэхналогіі лінейнага сервопривода. Магчымасць надзвычай хуткага паскарэння, якая забяспечваецца дзякуючы высокапрадукцыйным сервоприводам, дазваляе хутчэй перамяшчаць 3D-друкавальныя галоўкі ў належнае становішча. Гэта значна пазбавіць ад неабходнасці запавольваць працу ўсёй сістэмы для дасягнення патрэбнай якасці аздаблення. У далейшым гэта абнаўленне кіравання рухам таксама азначае, што канчатковыя карыстальнікі могуць вырабляць больш дэталяў у гадзіну без шкоды для якасці.
- Аўтаматычная налада: сервасістэмы могуць самастойна выконваць уласную наладжванне, што дазваляе адаптавацца да зменаў у механіцы прынтара або адхіленняў у працэсе друку. 3D-крокавыя рухавікі не выкарыстоўваюць зваротную сувязь па становішчы, што робіць практычна немагчымым кампенсаваць змены ў працэсах або разыходжанні ў механіцы.
- Зваротная сувязь кадавальніка: надзейныя сервасістэмы, якія забяспечваюць абсалютную зваротную сувязь кадавальніка, павінны выканаць працэдуру саманавядзення толькі адзін раз, што прыводзіць да большага часу бесперабойнай працы і эканоміі сродкаў. У 3D-прынтараў, якія выкарыстоўваюць тэхналогію крокавага рухавіка, адсутнічае гэтая функцыя, і іх трэба перамяшчаць кожны раз, калі яны ўключаюцца.
- Датчык зваротнай сувязі: экструдар 3D-прынтара часта можа быць вузкім месцам у працэсе друку, а крокавы рухавік не мае здольнасці адсочваць зваротную сувязь, каб выявіць захрасанне ў экструдары - дэфіцыт, які можа прывесці да разбурэння ўсяго задання друку. Маючы гэта на ўвазе, сервасістэмы могуць выяўляць рэзервовыя копіі экструдара і прадухіляць адарванне нітак. Ключ да найвышэйшай прадукцыйнасці друку - гэта замкнёная сістэма, якая сканцэнтравана вакол аптычнага кадавальніка высокай раздзяляльнасці. Серварухавікі з 24-бітным кадавальнікам абсалютнага высокага раздзялення могуць забяспечваць 16 777 216 біт дазволу зваротнай сувязі з замкнёным контурам для большай дакладнасці восі і экструдара, а таксама сінхранізацыі і абароны ад закліноўвання.
- Высокапрадукцыйныя робаты:Падобна таму, як надзейныя серварухавікі трансфармуюць прымяненне дадаткаў, гэта таксама робяць робаты. Іх выдатныя характарыстыкі траекторыі, жорсткая механічная структура і высокія рэйтынгі абароны ад пылу (IP) у спалучэнні з удасканаленым антывібрацыйным кантролем і шматвосевай магчымасцю робяць вельмі гнуткія шасцівосевыя робаты ідэальным варыянтам для складаных працэсаў, звязаных з выкарыстаннем 3D. прынтэры, а таксама ключавыя дзеянні для субтрактивной вытворчасці і гібрыдных адытыўных/субтрактивных метадаў.
Рабатызаваная аўтаматызацыя, якая дапаўняе машыны для 3D-друку, шырока ўключае апрацоўку друкаваных дэталяў у шматмашынных устаноўках. Ад выгрузкі асобных дэталяў з друкарскай машыны да аддзялення частак пасля цыкла друку з некалькіх частак, вельмі гнуткія і эфектыўныя робаты аптымізуюць аперацыі для большай прапускной здольнасці і павышэння прадукцыйнасці.
З дапамогай традыцыйнага 3D-друку робаты дапамагаюць кіраваць парашком, запаўняць парашок у прынтэр пры неабходнасці і выдаляць парашок з гатовых дэталяў. Аналагічным чынам можна лёгка выканаць іншыя задачы аздаблення дэталяў, папулярныя ў вытворчасці металу, такія як шліфоўка, паліроўка, выдаленне задзірын або рэзка. Праверка якасці, а таксама патрэбы ў упакоўцы і лагістыцы таксама задавальняюцца з дапамогай рабатызаваных тэхналогій, што дазваляе вытворцам засяроджваць свой час на працы з больш высокай дабаўленай вартасцю, напрыклад, вырабе на заказ.
Для больш буйных нарыхтовак прамысловыя робаты з вялікім вылетам прыстасоўваюцца для непасрэднага перамяшчэння экструзійнай галоўкі 3D-прынтара. Гэта, у спалучэнні з перыферыйнымі інструментамі, такімі як паваротныя асновы, пазіцыяноры, лінейныя дарожкі, парталы і іншыя, забяспечваюць працоўную прастору, неабходную для стварэння прасторавых структур свабоднай формы. Акрамя класічнага хуткага прататыпавання, робаты выкарыстоўваюцца для вырабу вялікіх аб'ёмаў дэталяў свабоднай формы, прэс-формаў, 3D-вобразных кроквенных канструкцый і буйнафарматных гібрыдных дэталяў. - Шматвосевыя кантролеры станкоў:Інавацыйная тэхналогія для злучэння да 62 восяў руху ў адным асяроддзі цяпер робіць магчымай мульты-сінхранізацыю шырокага спектру прамысловых робатаў, сервасістэм і частаточна-прывадных прывадаў, якія выкарыстоўваюцца ў адытыўных, субтрактыўных і гібрыдных працэсах. Цяпер цэлае сямейства прылад можа бесперабойна працаваць разам пад поўным кантролем і кантролем PLC (праграмуемы лагічны кантролер) або машыннага кантролера IEC, напрыклад MP3300iec. Часта запраграмаваныя з дапамогай дынамічнага праграмнага пакета 61131 IEC, такога як MotionWorks IEC, прафесійныя платформы, такія як гэтая, выкарыстоўваюць знаёмыя інструменты (напрыклад, RepRap G-коды, функцыянальную блок-схему, структураваны тэкст, лестнічную дыяграму і г.д.). Каб палегчыць лёгкую інтэграцыю і аптымізаваць час бесперабойнай працы машыны, уключаны гатовыя інструменты, такія як кампенсацыя выраўноўвання пласта, кантроль прасоўвання ціску экструдара, некалькі шпіндзеляў і кантроль экструдара.
- Карыстальніцкія інтэрфейсы Advanced Manufacturing:Разнастайныя пакеты праграмнага забеспячэння, вельмі карысныя для прымянення ў 3D-друку, рэзцы фігур, станках і робататэхніцы, могуць хутка стварыць просты ў наладжванні графічны інтэрфейс машыны, забяспечваючы шлях да большай універсальнасці. Распрацаваныя з улікам крэатыўнасці і аптымізацыі, інтуітыўна зразумелыя платформы, такія як Yaskawa Compass, дазваляюць вытворцам брэндаваць і лёгка наладжваць экраны. Ад уключэння асноўных атрыбутаў машыны да задавальнення патрэб кліентаў, праграмаванне не патрабуецца, бо гэтыя інструменты забяспечваюць шырокую бібліятэку гатовых убудоў C# або дазваляюць імпартаваць карыстальніцкія ўбудовы.
ПАДНЯЦЦА ВЫШЭЙ
Нягледзячы на тое, што адзінкавыя працэсы дабаўлення і аднімання застаюцца папулярнымі, на працягу наступных некалькіх гадоў адбудзецца большы зрух у бок гібрыднага метаду дабаўлення/аднімання. Чакаецца, што да 2027 года сукупны гадавы тэмп росту (CAGR) складзе 14,8 працэнта1, рынак машын для вытворчасці гібрыдных дабавак гатовы задаволіць рост патрабаванняў кліентаў, якія змяняюцца. Каб падняцца над канкурэнтамі, вытворцы павінны ўзважыць усе за і супраць гібрыднага метаду для сваёй дзейнасці. З магчымасцю вырабляць дэталі па меры неабходнасці, каб істотна скараціць вугляродны след, гібрыдны працэс дабаўлення/аднімання прапануе некаторыя прывабныя перавагі. Нягледзячы на гэта, перадавыя тэхналогіі для гэтых працэсаў не варта выпускаць з-пад увагі і павінны быць укаранёны на цэхах для павышэння прадукцыйнасці і якасці прадукцыі.
Час публікацыі: 13 жніўня 2021 г
