Ang mga servo motor ug robot nag-usab sa mga additive nga aplikasyon. Pagkat-on sa pinakabag-o nga mga tip ug aplikasyon sa dihang nag-implementar sa robotic automation ug advanced motion control para sa additive ug subtractive manufacturing, ingon man kung unsa ang sunod: hunahunaa ang hybrid additive/subtractive nga mga pamaagi.
NAG-ADVANCING AUTOMATION
Ni Sarah Mellish ug RoseMary Burns
Ang pagsagop sa mga gamit sa pagbag-o sa kuryente, teknolohiya sa pagkontrol sa paglihok, labi ka dali nga mga robot ug usa ka eclectic nga pagsagol sa uban pang mga advanced nga teknolohiya ang nagmaneho sa mga hinungdan alang sa paspas nga pagtubo sa mga bag-ong proseso sa paghimo sa tibuuk nga industriyal nga talan-awon. Ang pagbag-o sa paagi sa paghimo sa mga prototype, mga piyesa ug mga produkto, ang additive ug subtractive nga paggama mao ang duha nga panguna nga mga pananglitan nga naghatag sa kahusayan ug pagdaginot sa gasto nga nagtinguha nga magpabilin nga kompetisyon.
Gitumbok nga 3D printing, ang additive manufacturing (AM) kay usa ka non-traditional nga pamaagi nga kasagarang naggamit sa digital design data para makamugna ug solid three-dimensional nga mga butang pinaagi sa pagsagol sa mga materyales nga layer by layer gikan sa ubos pataas. Kanunay nga naghimo sa mga bahin nga duol sa net-shape (NNS) nga wala’y basura, ang paggamit sa AM alang sa parehas nga sukaranan ug komplikado nga mga disenyo sa produkto nagpadayon sa pagsulod sa mga industriya sama sa automotive, aerospace, enerhiya, medikal, transportasyon ug mga produkto sa consumer. Sa kasukwahi, ang subtractive nga proseso naglakip sa pagtangtang sa mga seksyon gikan sa usa ka bloke sa materyal pinaagi sa taas nga katukma nga pagputol o machining aron makahimo og 3D nga produkto.
Bisan pa sa mahinungdanong mga kalainan, ang mga additive ug subtractive nga mga proseso dili kanunay nga eksklusibo sa usag usa - tungod kay kini magamit sa pagdayeg sa lain-laing mga yugto sa pagpalambo sa produkto. Ang usa ka sayo nga konsepto nga modelo o prototype kanunay nga gihimo pinaagi sa additive nga proseso. Kung mahuman na kana nga produkto, mahimo’g kinahanglan ang daghang mga batch, nga magbukas sa pultahan sa subtractive manufacturing. Bag-ohay lang, kung diin ang oras mao ang esensya, ang hybrid nga additive/subtractive nga mga pamaagi gigamit alang sa mga butang sama sa pag-ayo sa mga naguba / gisul-ob nga mga bahin o paghimo sa kalidad nga mga bahin nga adunay gamay nga oras sa tingga.
AUTOMATE FORWARD
Aron matubag ang higpit nga mga panginahanglanon sa kostumer, ang mga fabricator naghiusa sa usa ka lainlaing mga materyales sa wire sama sa stainless steel, nickel, cobalt, chrome, titanium, aluminyo ug uban pang dili parehas nga mga metal sa ilang bahin nga pagtukod, sugod sa usa ka humok apan lig-on nga substrate ug pagkahuman sa usa ka gahi, gisul-ob. -resistant nga sangkap. Sa bahin, kini nagpadayag sa panginahanglan alang sa taas nga performance nga mga solusyon alang sa mas dako nga produktibidad ug kalidad sa mga additive ug subtractive manufacturing nga mga palibot, ilabi na diin ang mga proseso sama sa wire arc additive manufacturing (WAAM), WAAM-subtractive, laser cladding-subtractive o dekorasyon nabalaka. Ang mga highlight naglakip sa:
- Advanced Servo Technology:Aron mas maayo nga matubag ang mga katuyoan sa oras-sa-merkado ug mga detalye sa disenyo sa kostumer, kung diin nabalaka ang dimensyon nga katukma ug kalidad sa pagtapos, ang mga tiggamit sa katapusan milingi sa mga advanced nga 3D nga tig-imprenta nga adunay mga sistema sa servo (ibabaw sa mga stepper motor) alang sa labing maayo nga pagkontrol sa paglihok. Ang mga benepisyo sa servo motors, sama sa Yaskawa's Sigma-7, ibalik ang proseso sa additive sa ulo niini, pagtabang sa mga fabricator nga mabuntog ang kasagarang mga isyu pinaagi sa mga kapabilidad sa pagpa-imprenta:
- Pagpugong sa vibration: ang lig-on nga servo motors nanghambog sa vibration suppression filters, ingon man mga anti-resonance ug notch filters, nga naghatag og hilabihan ka hapsay nga paglihok nga makawagtang sa dili maayo nga mga stepped lines nga gipahinabo sa stepper motor torque ripple.
- Pagpauswag sa katulin: usa ka katulin sa pag-imprinta nga 350 mm/sec usa na karon, labaw pa sa pagdoble sa kasagaran nga katulin sa pag-imprinta sa usa ka 3D printer gamit ang usa ka stepper motor. Sa susama, ang gikusgon sa pagbiyahe hangtod sa 1,500 mm/sec mahimong makab-ot gamit ang rotary o hangtod sa 5 metros/sec gamit ang linear servo nga teknolohiya. Ang labi ka paspas nga kapabilidad sa pagpatulin nga gihatag pinaagi sa mga high-performance servos makapahimo sa 3D print heads nga mabalhin sa ilang tukma nga mga posisyon nga mas paspas. Kini moadto sa usa ka taas nga paagi sa paghupay sa panginahanglan sa pagpahinay sa usa ka tibuok nga sistema sa pagkab-ot sa gitinguha nga finish kalidad. Pagkahuman, kini nga pag-upgrade sa pagkontrol sa paglihok nagpasabut usab nga ang mga tiggamit sa katapusan makahimo og daghang mga bahin matag oras nga dili isakripisyo ang kalidad.
- Awtomatikong pag-tune: Ang mga sistema sa servo mahimong independente nga makahimo sa ilang kaugalingon nga naandan nga pag-tune, nga nagpaposible sa pagpahiangay sa mga pagbag-o sa mga mekaniko sa usa ka tig-imprinta o mga kalainan sa usa ka proseso sa pag-imprinta. Ang 3D stepper motor wala mogamit sa feedback sa posisyon, nga halos imposible nga mabayran ang mga pagbag-o sa mga proseso o mga kalainan sa mga mekaniko.
- Feedback sa encoder: ang lig-on nga mga sistema sa servo nga nagtanyag hingpit nga feedback sa encoder kinahanglan ra nga maghimo usa ka rutina sa homing kausa, nga moresulta sa labi nga oras sa oras ug pagtipig sa gasto. Ang mga 3D nga tig-imprenta nga naggamit sa teknolohiya sa stepper motor kulang sa kini nga bahin ug kinahanglan nga ibutang sa balay matag higayon nga kini gipaandar.
- Feedback sensing: ang usa ka extruder sa usa ka 3D nga tig-imprenta kasagaran mahimong usa ka bottleneck sa proseso sa pag-imprenta, ug ang usa ka stepper motor walay abilidad sa feedback sensing nga makamatikod sa usa ka extruder jam - usa ka kakulangan nga mahimong mosangpot sa pagkaguba sa tibuok nga trabaho sa pag-imprinta. Uban niini sa hunahuna, ang mga sistema sa servo makamatikod sa mga backup sa extruder ug makapugong sa paghubo sa filament. Ang yawe sa superyor nga performance sa pag-imprenta mao ang pagbaton ug closed-loop system nga nakasentro sa usa ka high-resolution nga optical encoder. Ang mga servo motor nga adunay 24-bit absolute high-resolution encoder makahatag og 16,777,216 bits sa closed-loop feedback nga resolusyon alang sa mas dako nga axis ug extruder nga katukma, ingon man usab sa pag-synchronize ug proteksyon sa jam.
- Mga Robot nga Taas nga Pagganap:Sama nga ang lig-on nga servo motor nagbag-o sa mga additive nga aplikasyon, mao usab ang mga robot. Ang ilang maayo kaayo nga performance sa agianan, rigid mechanical structure ug taas nga dust protection (IP) ratings - inubanan sa advanced anti-vibration control ug multi-axis nga kapabilidad - naghimo sa kaayo nga flexible nga unom ka axis nga mga robot nga usa ka sulundon nga kapilian alang sa gikinahanglan nga mga proseso nga naglibot sa paggamit sa 3D mga tig-imprenta, ingon man mga yawe nga aksyon alang sa subtractive manufacturing ug hybrid additive/subtractive nga mga pamaagi.
Ang robotic automation nga komplimentaryo sa 3D nga mga makina sa pag-imprenta kaylap nga nagkinahanglan sa pagdumala sa mga giimprinta nga mga bahin sa mga multi-machine installations. Gikan sa pagdiskarga sa mga indibidwal nga bahin gikan sa makina sa pag-imprenta, ngadto sa pagbulag sa mga bahin human sa usa ka multi-part nga siklo sa pag-imprinta, flexible kaayo ug episyente nga mga robot ang nag-optimize sa mga operasyon alang sa mas dako nga throughput ug productivity gains.
Uban sa tradisyonal nga 3D nga pag-imprenta, ang mga robot makatabang sa pagdumala sa pulbos, pag-refill sa powder sa printer kung gikinahanglan ug pagtangtang sa pulbos gikan sa nahuman nga mga bahin. Sa susama, ang ubang bahin sa pagtapos sa mga buluhaton nga popular sa metal fabrication sama sa grinding, polishing, deburring o pagputol dali nga makab-ot. Ang kalidad nga pag-inspeksyon, ingon man ang mga panginahanglanon sa packaging ug logistik gitagbo usab sa mga robotic nga teknolohiya, nga nagpagawas sa mga fabricators nga ipunting ang ilang oras sa mas taas nga kantidad nga gidugang nga trabaho, sama sa naandan nga paghimo.
Alang sa mas dagkong mga workpiece, ang mga robot nga pang-industriya nga dugay na nga naabot gigamit aron direktang mapalihok ang usa ka 3D printer extrusion head. Kini, inubanan sa mga himan sa peripheral sama sa mga rotating base, positioner, linear track, gantries ug uban pa, naghatag sa workspace nga gikinahanglan aron makamugna og spatial free-form nga mga istruktura. Gawas sa klasikal nga paspas nga prototyping, ang mga robot gigamit alang sa paghimo sa daghang mga bahin nga libre nga porma, mga porma sa agup-op, mga konstruksyon nga 3D nga porma sa truss ug mga bahin nga hybrid nga dagko nga porma. - Multi-axis Machine Controllers:Ang bag-ong teknolohiya alang sa pagkonektar hangtod sa 62 nga mga axes sa paglihok sa usa ka palibot naghimo karon nga multi-synchronization sa usa ka halapad nga sakup sa mga robot sa industriya, servo system ug variable frequency drive nga gigamit sa mga additive, subtractive ug hybrid nga mga proseso nga posible. Ang tibuok pamilya sa mga device mahimo na nga magtrabaho nga walay putol ubos sa kompleto nga pagkontrol ug pagmonitor sa usa ka PLC (Programmable Logic Controller) o IEC machine controller, sama sa MP3300iec. Kanunay nga giprograma sa usa ka dinamikong 61131 IEC software package, sama sa MotionWorks IEC, ang mga propesyonal nga plataporma nga sama niini naggamit sa pamilyar nga mga himan (ie, RepRap G-codes, Function Block Diagram, Structured Text, Ladder Diagram, ug uban pa). Aron mapadali ang dali nga pag-integrate ug ma-optimize ang oras sa makina, ang mga gamit nga andam sama sa bayad sa pag-level sa higdaanan, kontrol sa presyur sa extruder, daghang spindle ug kontrol sa extruder gilakip.
- Advanced nga Manufacturing User Interfaces:Labi nga mapuslanon sa mga aplikasyon sa 3D nga pag-imprenta, pagputol sa porma, himan sa makina ug robotics, ang lainlaing mga pakete sa software dali nga makahatag usa ka dali nga ipasibo nga interface sa grapiko nga makina, nga naghatag usa ka agianan sa labi ka daghang kaarang. Gidisenyo nga naa sa hunahuna ang pagkamamugnaon ug pag-optimize, ang mga intuitive nga platform, sama sa Yaskawa Compass, nagtugot sa mga tiggama sa pagmarka ug dali nga ipasadya ang mga screen. Gikan sa paglakip sa kinauyokan nga mga hiyas sa makina ngadto sa pag-akomodar sa mga panginahanglan sa kustomer, gamay nga programming ang gikinahanglan — tungod kay kini nga mga himan naghatag ug halapad nga librarya sa prebuilt C# plug-in o makapahimo sa pag-import sa custom nga mga plug-in.
BANGON SA ITAAS
Samtang ang usa ka additive ug subtractive nga mga proseso nagpabilin nga popular, ang usa ka mas dako nga pagbalhin ngadto sa hybrid nga additive/subtractive nga pamaagi mahitabo sa sunod nga mga tuig. Gilauman nga motubo sa usa ka compound annual growth rate (CAGR) nga 14.8 porsyento sa 20271, ang hybrid nga additive manufacturing machine market andam na sa pagsugat sa uptick sa nag-uswag nga mga panginahanglan sa kustomer. Aron makabangon labaw sa kompetisyon, kinahanglan nga timbangon sa mga tiggama ang mga bentaha ug disbentaha sa hybrid nga pamaagi alang sa ilang mga operasyon. Uban sa abilidad sa pagprodyus og mga piyesa kon gikinahanglan, ngadto sa dakong pagkunhod sa carbon footprint, ang hybrid nga additive/subtractive nga proseso nagtanyag ug pipila ka madanihong benepisyo. Dili igsapayan, ang mga advanced nga teknolohiya alang sa kini nga mga proseso kinahanglan dili kalimtan ug kinahanglan ipatuman sa mga salog sa tindahan aron mapadali ang labi ka produktibo ug kalidad sa produkto.
Oras sa pag-post: Ago-13-2021
