Серварухавікі і робаты трансфармуюць адытыўныя тэхналогіі. Даведайцеся пра найноўшыя парады і спосабы прымянення пры ўкараненні рабатызаванай аўтаматызацыі і пашыранага кіравання рухам для адытыўнай і субтрактыўнай вытворчасці, а таксама пра тое, што будзе далей: падумайце пра гібрыдныя адытыўна-субтрактыўныя метады.
РАЗВІЦЦЁ АЎТАМАТЫЗАЦЫІ
Сара Меліш і Розмэры Бёрнс
Укараненне прылад пераўтварэння энергіі, тэхналогій кіравання рухам, надзвычай гнуткіх робатаў і эклектычнага спалучэння іншых перадавых тэхналогій з'яўляюцца рухаючымі фактарамі для хуткага росту новых вытворчых працэсаў у прамысловым асяроддзі. Адытыўная і субтрактыўная вытворчасць, якія рэвалюцыянізуюць спосаб вырабу прататыпаў, дэталяў і вырабаў, з'яўляюцца двума галоўнымі прыкладамі таго, што забяспечылі эфектыўнасць і эканомію выдаткаў, якія імкнуцца дасягнуць вытворцы, каб заставацца канкурэнтаздольнымі.
Адытыўнае вытворчасць (АД), якое называюць 3D-друкам, — гэта нетрадыцыйны метад, які звычайна выкарыстоўвае лічбавыя праектныя дадзеныя для стварэння цвёрдых трохмерных аб'ектаў шляхам пластовага зліцця матэрыялаў знізу ўверх. Часта вырабляючы дэталі амаль поўнай формы (НФС) без адходаў, АД працягвае пранікаць у такія галіны прамысловасці, як аўтамабільная, аэракасмічная, энергетычная, медыцынская, транспартная і спажывецкія тавары. Наадварот, субтрактыўны працэс прадугледжвае выдаленне секцый з блока матэрыялу шляхам высокадакладнай рэзкі або механічнай апрацоўкі для стварэння 3D-прадукту.
Нягледзячы на ключавыя адрозненні, адытыўны і субтрактыўны працэсы не заўсёды ўзаемавыключальныя, бо яны могуць выкарыстоўвацца для дапаўнення розных этапаў распрацоўкі прадукту. Ранняя канцэптуальная мадэль або прататып часта ствараецца з дапамогай адытыўнага працэсу. Пасля таго, як прадукт гатовы, могуць спатрэбіцца большыя партыі, што адкрывае дзверы для субтрактыўнай вытворчасці. У апошні час, калі час мае вырашальнае значэнне, гібрыдныя адытыўна-субтрактыўныя метады ўжываюцца для такіх рэчаў, як рамонт пашкоджаных/зношаных дэталяў або стварэнне якасных дэталяў з меншым часам выканання.
АЎТАМАТЫЗАЦЫЯ ПЕРААДПРАЎКІ
Каб задаволіць строгія патрабаванні кліентаў, вытворцы інтэгруюць у свае вырабы цэлы шэраг дроцяных матэрыялаў, такіх як нержавеючая сталь, нікель, кобальт, хром, тытан, алюміній і іншыя разнастайныя металы, пачынаючы з мяккай, але трывалай асновы і заканчваючы цвёрдым, зносаўстойлівым кампанентам. Часткова гэта выявіла неабходнасць высокапрадукцыйных рашэнняў для павышэння прадукцыйнасці і якасці як у адытыўных, так і ў субтрактыўных вытворчых асяроддзях, асабліва ў тых выпадках, калі гаворка ідзе пра такія працэсы, як адытыўная вытворчасць з дапамогай дугавой рэзкі (WAAM), WAAM-субтрактыўная, лазерная плакіроўка-субтрактыўная або дэкарыраванне. Асноўныя моманты ўключаюць:
- Пашыраная тэхналогія сервапрывадаў:Каб лепш задавальняць мэты па дасягненні тэрмінаў выхаду на рынак і задавальняць патрабаванні кліентаў да дызайну, у тым ліку да дакладнасці памераў і якасці аздаблення, канчатковыя карыстальнікі звяртаюцца да перадавых 3D-прынтараў з сервасістэмамі (замест крокавых рухавікоў) для аптымальнага кіравання рухам. Перавагі серварухавікоў, такіх як Sigma-7 ад Yaskawa, пераварочваюць адытыўны працэс з ног на галаву, дапамагаючы вытворцам пераадольваць распаўсюджаныя праблемы дзякуючы магчымасцям паляпшэння друку:
- Падаўленне вібрацыі: трывалыя серварухавікі маюць фільтры падаўлення вібрацыі, а таксама антырэзанансныя і рэзанансныя фільтры, што забяспечвае надзвычай плаўны рух, які можа ліквідаваць візуальна непрыемныя ступеністыя лініі, выкліканыя пульсацыямі крутоўнага моманту крокавага рухавіка.
- Павышэнне хуткасці: хуткасць друку 350 мм/с цяпер стала рэальнасцю, што больш чым удвая перавышае сярэднюю хуткасць друку 3D-прынтара з выкарыстаннем крокавага рухавіка. Аналагічна, хуткасць перамяшчэння да 1500 мм/с можа быць дасягнута з дапамогай ратацыйнага рухавіка або да 5 метраў/с з выкарыстаннем тэхналогіі лінейных сервапрывадаў. Надзвычай хуткае паскарэнне, якое забяспечваецца высокапрадукцыйнымі сервапрывадамі, дазваляе 3D-друкавальным галоўкам хутчэй перамяшчацца ў патрэбныя пазіцыі. Гэта значна зніжае неабходнасць запавольваць усю сістэму для дасягнення жаданай якасці аздаблення. Адпаведна, гэта паляпшэнне кіравання рухам таксама азначае, што канчатковыя карыстальнікі могуць вырабляць больш дэталяў у гадзіну без шкоды для якасці.
- Аўтаматычная налада: сервасістэмы могуць самастойна выконваць уласную наладу, што дазваляе адаптавацца да змен у механіцы прынтара або адхіленняў у працэсе друку. 3D-крокавыя рухавікі не выкарыстоўваюць зваротную сувязь па становішчы, што робіць практычна немагчымай кампенсацыю змяненняў у працэсах або адхіленняў у механіцы.
- Зваротная сувязь па энкодэру: надзейныя сервасістэмы з абсалютнай зваротнай сувяззю па энкодэру патрабуюць толькі аднаго выканання працэдуры вяртання ў пазіцыю да пачатку працы, што прыводзіць да павелічэння часу бесперабойнай працы і эканоміі сродкаў. 3D-прынтары, якія выкарыстоўваюць тэхналогію крокавых рухавікоў, не маюць гэтай функцыі і патрабуюць вяртання ў пазіцыю да пачатку кожны раз пры ўключэнні.
- Датчыкі зваротнай сувязі: экструдар 3D-прынтара часта можа быць вузкім месцам у працэсе друку, а крокавы рухавік не мае здольнасці датчыкаў зваротнай сувязі для выяўлення захрасаючага экструдара — недахоп, які можа прывесці да зрыву ўсёй працы друку. Улічваючы гэта, сервасістэмы могуць выяўляць затрымкі экструдара і прадухіляць адарванне нітак. Ключом да высокай прадукцыйнасці друку з'яўляецца наяўнасць замкнёнай сістэмы, сканцэнтраванай вакол аптычнага датчыка высокага разрознення. Серварухавікі з 24-бітным абсалютным датчыкам высокага разрознення могуць забяспечыць 16 777 216 біт разрознення зваротнай сувязі ў замкнёным контуры для большай дакладнасці восяў і экструдара, а таксама сінхранізацыі і абароны ад захрасаючага працэсу.
- Высокапрадукцыйныя робаты:Гэтак жа, як надзейныя серварухавікі трансфармуюць адытыўныя прымяненні, так і робаты. Іх выдатная прадукцыйнасць траекторыі, жорсткая механічная канструкцыя і высокі ўзровень пылааховы (IP) — у спалучэнні з перадавым антывібрацыйным кантролем і шматвосевымі магчымасцямі — робяць вельмі гнуткія шасцівосевыя робаты ідэальным варыянтам для складаных працэсаў, звязаных з выкарыстаннем 3D-прынтараў, а таксама для ключавых дзеянняў у субтрактыўнай вытворчасці і гібрыдных адытыўна-субтрактыўных метадаў.
Рабатызаваная аўтаматызацыя, якая дапаўняе 3D-друкавальныя машыны, шырока ўключае ў сябе апрацоўку надрукаваных дэталяў у шматстанцыйных устаноўках. Ад выгрузкі асобных дэталяў з друкавальнай машыны да падзелу дэталяў пасля цыкла шматстаначнага друку, вельмі гнуткія і эфектыўныя робаты аптымізуюць аперацыі для павышэння прапускной здольнасці і павышэння прадукцыйнасці.
Пры традыцыйным 3D-друку робаты дапамагаюць у кіраванні парашком, папаўненні парашка для друкаркі пры неабходнасці і выдаленні парашка з гатовых дэталяў. Падобным чынам, іншыя задачы па аздабленні дэталяў, папулярныя ў металаапрацоўцы, такія як шліфоўка, паліроўка, выдаленне задзірын або рэзка, лёгка выконваюцца. Кантроль якасці, а таксама патрэбы ў ўпакоўцы і лагістыцы таксама задавальняюцца з дапамогай рабатызаваных тэхналогій, што дазваляе вытворцам засяродзіць свой час на працы з больш высокай дабаўленай вартасцю, напрыклад, на вырабе на заказ.
Для апрацоўкі больш буйных дэталяў прамысловыя робаты з вялікім вылетам абсталёўваюцца для непасрэднага перамяшчэння экструзійнай галоўкі 3D-прынтара. Гэта, разам з перыферыйнымі прыладамі, такімі як паваротныя асновы, пазіцыянеры, лінейныя накіроўвалыя, парталы і іншае, забяспечвае працоўную прастору, неабходную для стварэння прасторавых структур свабоднай формы. Акрамя класічнага хуткага прататыпавання, робаты выкарыстоўваюцца для вырабу дэталяў свабоднай формы вялікага аб'ёму, формаў для прэсавання, трохмерных ферменных канструкцый і гібрыдных дэталяў вялікага фармату. - Кантролеры шматвосевых машын:Інавацыйная тэхналогія падключэння да 62 восяў руху ў адным асяроддзі цяпер дазваляе мультысінхранізаваць шырокі спектр прамысловых робатаў, сервасістэм і прывадаў са зменнай частатой, якія выкарыстоўваюцца ў адытыўных, субтрактыўных і гібрыдных працэсах. Цэлае сямейства прылад цяпер можа без праблем працаваць разам пад поўным кантролем і маніторынгам ПЛК (праграмуемага лагічнага кантролера) або кантролера машыны IEC, напрыклад, MP3300iec. Прафесійныя платформы, такія як гэтая, часта праграмуюцца з дапамогай дынамічнага праграмнага пакета 61131 IEC, такога як MotionWorks IEC, і выкарыстоўваюць знаёмыя інструменты (г.зн. G-коды RepRap, схемы функцыянальных блокаў, структураваны тэкст, лесвічныя дыяграмы і г.д.). Для палягчэння інтэграцыі і аптымізацыі часу бесперабойнай працы машыны ўключаны гатовыя інструменты, такія як кампенсацыя выраўноўвання станіны, кіраванне ціскам прасоўвання экструдара, кіраванне некалькімі шпіндзелямі і экстрударамі.
- Пашыраныя вытворчыя карыстальніцкія інтэрфейсы:Вельмі карысныя для прымянення ў 3D-друку, фігурнай рэзцы, станках і робататэхніцы, разнастайныя праграмныя пакеты могуць хутка забяспечыць лёгкі ў наладжванні графічны інтэрфейс машыны, забяспечваючы шлях да большай універсальнасці. Распрацаваныя з улікам творчасці і аптымізацыі, інтуітыўна зразумелыя платформы, такія як Yaskawa Compass, дазваляюць вытворцам лёгка брэндаваць і наладжваць экраны. Ад уключэння асноўных атрыбутаў машыны да задавальнення патрэб кліентаў, патрабуецца мала праграмавання — бо гэтыя інструменты прапануюць шырокую бібліятэку гатовых убудоў C# або дазваляюць імпартаваць карыстальніцкія ўбудовы.
ПАДНЯЦЦА ВЫШЭЙ
Нягледзячы на тое, што аднаадытыўны і адытыўны метады застаюцца папулярнымі, у бліжэйшыя некалькі гадоў адбудзецца большы зрух у бок гібрыднага адытыўна-адытыўнага метаду. Чакаецца, што да 2027 года складзены гадавы тэмп росту (CAGR) складзе 14,8 працэнта.1Рынак гібрыдных адытыўных вытворчых машын гатовы задаволіць растучы попыт кліентаў. Каб выйсці вышэй за канкурэнтаў, вытворцы павінны ўзважыць усе за і супраць гібрыднага метаду для сваёй дзейнасці. Дзякуючы магчымасці вырабляць дэталі па меры неабходнасці і значна скараціць выкіды вугляроду, гібрыдны адытыўна-аднімальны працэс прапануе некаторыя прывабныя перавагі. Тым не менш, нельга выпускаць з-пад увагі перадавыя тэхналогіі для гэтых працэсаў, і іх варта ўкараняць у вытворчых памяшканнях, каб павысіць прадукцыйнасць і якасць прадукцыі.
Час публікацыі: 13 жніўня 2021 г.
