Servo Motors dan Robot mengubah aplikasi aditif. Pelajari tips dan aplikasi terbaru saat menerapkan otomatisasi robot dan kontrol gerak lanjutan untuk pembuatan aditif dan subtraktif, serta apa yang selanjutnya: pikirkan metode aditif/subtraktif hybrid.
Otomatisasi yang maju
Oleh Sarah Mellish dan Rosemary Burns
Adopsi perangkat konversi daya, teknologi kontrol gerak, robot yang sangat fleksibel dan campuran eklektik dari teknologi canggih lainnya adalah faktor yang mendorong pertumbuhan cepat dari proses pembuatan baru di seluruh lanskap industri. Merevolusi cara prototipe, suku cadang, dan produk dibuat, aditif, dan subtraktif manufaktur adalah dua contoh utama yang telah memberikan efisiensi dan perakit penghematan biaya untuk tetap kompetitif.
Disebut sebagai pencetakan 3D, aditif manufaktur (AM) adalah metode non-tradisional yang biasanya memanfaatkan data desain digital untuk membuat objek tiga dimensi yang solid dengan menggabungkan material lapisan demi lapisan dari bawah ke atas. Seringkali membuat bagian-bagian dekat-net-bentuk (NNS) tanpa limbah, penggunaan AM untuk desain produk dasar dan kompleks terus menembus industri seperti otomotif, kedirgantaraan, energi, medis, transportasi dan produk konsumen. Sebaliknya, proses subtraktif memerlukan menghapus bagian dari blok material dengan pemotongan atau pemesinan presisi tinggi untuk membuat produk 3D.
Terlepas dari perbedaan utama, proses aditif dan subtraktif tidak selalu saling eksklusif - karena dapat digunakan untuk memuji berbagai tahap pengembangan produk. Model atau prototipe konsep awal sering dibuat oleh proses aditif. Setelah produk itu diselesaikan, batch yang lebih besar mungkin diperlukan, membuka pintu untuk manufaktur subtraktif. Baru -baru ini, di mana waktu adalah esensi, metode aditif/subtraktif hibrida diterapkan untuk hal -hal seperti memperbaiki bagian yang rusak/usang atau menciptakan bagian berkualitas dengan lebih sedikit waktu tunggu.
Mengotomatiskan ke depan
Untuk memenuhi permintaan pelanggan yang ketat, perakit mengintegrasikan berbagai bahan kawat seperti stainless steel, nikel, kobalt, krom, titanium, aluminium dan logam berbeda lainnya ke dalam konstruksi bagian mereka, dimulai dengan substrat lembut namun kuat dan finishing dengan yang keras, keausan yang keras, keausan yang keras, keausan yang keras, keausan yang keras, keausan, keausan yang keras, keausan yang keras, keausan yang keras, keausan yang keras, keausan yang keras, keausan, yang keras, keausan, keausan yang keras, keausan, -Komponen resistan. Sebagian, ini telah mengungkapkan perlunya solusi kinerja tinggi untuk produktivitas dan kualitas yang lebih besar di lingkungan manufaktur aditif dan subtraktif, terutama di mana proses seperti Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), WAAM-subtraktif, laser-subtraktif atau dekraktif laser atau dekorasi. Sorotan meliputi:
- Teknologi Servo Lanjutan:Untuk mengatasi tujuan waktu-ke-pasar dan spesifikasi desain pelanggan dengan lebih baik, di mana presisi dimensi dan kualitas akhir yang bersangkutan, pengguna akhir beralih ke printer 3D canggih dengan sistem servo (lebih dari motor stepper) untuk kontrol gerak yang optimal. Manfaat servo motor, seperti Sigma-7 Yaskawa, mengubah proses aditif di kepalanya, membantu perakit mengatasi masalah umum melalui kemampuan penambah printer:
- Penindasan Getaran: Motor servo yang kuat membanggakan filter penekanan getaran, serta filter anti-resonansi dan takik, menghasilkan gerakan yang sangat halus yang dapat menghilangkan garis-garis loncatan yang tidak menyenangkan secara visual yang disebabkan oleh riak torsi motor stepper.
- Peningkatan Kecepatan: Kecepatan cetak 350 mm/detik sekarang menjadi kenyataan, lebih dari dua kali lipat kecepatan cetak rata -rata printer 3D menggunakan motor stepper. Demikian pula, kecepatan perjalanan hingga 1.500 mm/detik dapat dicapai dengan menggunakan putar atau hingga 5 meter/detik menggunakan teknologi servo linier. Kemampuan akselerasi yang sangat cepat yang disediakan melalui servos berkinerja tinggi memungkinkan kepala cetak 3D dipindahkan ke posisi yang tepat lebih cepat. Ini sangat membantu untuk mengurangi kebutuhan untuk memperlambat seluruh sistem untuk mencapai kualitas akhir yang diinginkan. Selanjutnya, peningkatan kontrol gerak ini juga berarti pengguna akhir dapat membuat lebih banyak bagian per jam tanpa mengorbankan kualitas.
- Tuning Otomatis: Sistem Servo dapat secara mandiri melakukan tuning khusus mereka sendiri, yang memungkinkan untuk beradaptasi dengan perubahan mekanisme printer atau varian dalam proses pencetakan. 3D Stepper Motors tidak menggunakan umpan balik posisi, sehingga hampir tidak mungkin untuk mengkompensasi perubahan dalam proses atau perbedaan dalam mekanik.
- Umpan Balik Encoder: Sistem servo yang kuat yang menawarkan umpan balik enkoder absolut hanya perlu melakukan rutinitas homing sekali, menghasilkan penghematan uptime dan biaya yang lebih besar. Printer 3D yang menggunakan Teknologi Motor Stepper tidak memiliki fitur ini dan perlu disusui setiap kali mereka dinyalakan.
- Penginderaan Umpan Balik: Extruder dari printer 3D sering kali dapat menjadi hambatan dalam proses pencetakan, dan motor stepper tidak memiliki kemampuan penginderaan umpan balik untuk mendeteksi selai ekstruder - defisit yang dapat menyebabkan kehancuran seluruh pekerjaan cetak. Dengan pemikiran ini, sistem servo dapat mendeteksi cadangan ekstruder dan mencegah pengupasan filamen. Kunci untuk kinerja pencetakan yang unggul adalah memiliki sistem loop tertutup yang berpusat di sekitar encoder optik resolusi tinggi. Servo motor dengan enkoder resolusi tinggi absolut 24-bit dapat memberikan 16.777.216 bit resolusi umpan balik loop tertutup untuk sumbu yang lebih besar dan akurasi ekstruder, serta sinkronisasi dan perlindungan selai.
- Robot Kinerja Tinggi:Sama seperti motor servo yang kuat mengubah aplikasi aditif, demikian juga robot. Kinerja jalur mereka yang sangat baik, struktur mekanik yang kaku dan peringkat perlindungan debu tinggi (IP)-dikombinasikan dengan kontrol anti-getaran canggih dan kemampuan multi-sumbu-menjadikan robot enam sumbu yang sangat fleksibel sebagai pilihan ideal untuk proses yang menuntut yang mengelilingi pemanfaatan 3D 3D printer, serta tindakan utama untuk manufaktur subtraktif dan metode aditif/subtraktif hibrida.
Otomatisasi robot gratis untuk mesin cetak 3D secara luas mensyaratkan penanganan bagian cetak dalam instalasi multi-mesin. Dari membongkar masing-masing bagian dari mesin cetak, hingga memisahkan bagian-bagian setelah siklus cetak multi-bagian, robot yang sangat fleksibel dan efisien mengoptimalkan operasi untuk keuntungan throughput dan produktivitas yang lebih besar.
Dengan pencetakan 3D tradisional, robot sangat membantu dengan manajemen bubuk, pengisian bubuk printer saat dibutuhkan dan menghilangkan bubuk dari bagian yang sudah jadi. Demikian pula, tugas penyelesaian bagian lain yang populer dengan fabrikasi logam seperti penggilingan, pemolesan, deburring atau pemotongan mudah dicapai. Inspeksi kualitas, serta kebutuhan pengemasan dan logistik juga dipenuhi secara langsung dengan teknologi robot, membebaskan perakit untuk memfokuskan waktu mereka pada pekerjaan bernilai tambah yang lebih tinggi, seperti fabrikasi khusus.
Untuk benda kerja yang lebih besar, robot industri jangka panjang sedang diikat untuk secara langsung memindahkan kepala ekstrusi printer 3D. Ini, bersama dengan alat periferal seperti basis berputar, posisi, trek linier, gantri dan banyak lagi, menyediakan ruang kerja yang diperlukan untuk membuat struktur bentuk bebas spasial. Terlepas dari prototipe cepat klasik, robot digunakan untuk pembuatan bagian bentuk bebas volume besar, bentuk cetakan, konstruksi rangka berbentuk 3D dan bagian hibrida format besar. - Pengontrol mesin multi-sumbu:Teknologi inovatif untuk menghubungkan hingga 62 sumbu gerak dalam satu lingkungan sekarang membuat multi-sinkronisasi dari berbagai robot industri, sistem servo dan drive frekuensi variabel yang digunakan dalam proses aditif, subtraktif, dan hibrida yang dimungkinkan. Seluruh keluarga perangkat sekarang dapat bekerja dengan mulus di bawah kendali penuh dan pemantauan PLC (pengontrol logika yang dapat diprogram) atau pengontrol mesin IEC, seperti MP3300EIC. Seringkali diprogram dengan paket perangkat lunak IEC 61131 yang dinamis, seperti MotionWorks IEC, platform profesional seperti ini menggunakan alat yang akrab (yaitu, reprap G-codes, diagram blok fungsi, teks terstruktur, diagram tangga, dll.). Untuk memfasilitasi integrasi yang mudah dan mengoptimalkan uptime mesin, alat siap pakai seperti kompensasi leveling tempat tidur, kontrol kemajuan tekanan ekstruder, beberapa spindle dan kontrol ekstruder disertakan.
- Antarmuka pengguna manufaktur lanjutan:Sangat bermanfaat bagi aplikasi dalam pencetakan 3D, pemotongan bentuk, alat mesin dan robotika, paket perangkat lunak yang beragam dapat dengan cepat memberikan antarmuka mesin grafis yang mudah dikustomisasi, menyediakan jalur ke fleksibilitas yang lebih besar. Dirancang dengan kreativitas dan optimasi dalam pikiran, platform intuitif, seperti Yaskawa Compass, memungkinkan produsen untuk merek dan dengan mudah menyesuaikan layar. Dari memasukkan atribut mesin inti hingga mengakomodasi kebutuhan pelanggan, diperlukan sedikit pemrograman-karena alat-alat ini menyediakan perpustakaan luas plug-in prebuilt C# atau mengaktifkan pengimpian plug-in khusus.
Bangkit di atas
Sementara proses aditif dan subtraktif tunggal tetap populer, pergeseran yang lebih besar menuju metode aditif/subtraktif hibrida akan terjadi selama beberapa tahun ke depan. Diharapkan tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) 14,8 persen pada tahun 20271, Pasar Mesin Manufaktur Aditif Hybrid siap untuk memenuhi peningkatan permintaan pelanggan yang berkembang. Untuk naik di atas kompetisi, produsen harus menimbang pro dan kontra dari metode hybrid untuk operasi mereka. Dengan kemampuan untuk menghasilkan bagian sesuai kebutuhan, untuk pengurangan besar dalam jejak karbon, proses aditif/subtraktif hibrida menawarkan beberapa manfaat menarik. Terlepas dari itu, teknologi canggih untuk proses ini tidak boleh diabaikan dan harus diimplementasikan di lantai toko untuk memfasilitasi produktivitas dan kualitas produk yang lebih besar.
Waktu posting: Agustus-2021
