מנועי סרוו ורובוטים הופכים יישומי תוסף. למד את הטיפים והיישומים האחרונים בעת יישום אוטומציה רובוטית ובקרת תנועה מתקדמת לייצור תוסף ומחסור, כמו גם מה הלאה: חשבו שיטות תוסף/חיסור היברידיות.
קידום אוטומציה
מאת שרה מליש ורוזמרין כוויות
אימוץ מכשירי המרת כוח, טכנולוגיית בקרת תנועה, רובוטים גמישים במיוחד ותמהיל אקלקטי של טכנולוגיות מתקדמות אחרות הם גורמים מניעים לצמיחה מהירה של תהליכי ייצור חדשים ברחבי הנוף התעשייתי. מהפכה באופן בו מיוצרים אבות -טיפוס, חלקים ומוצרים, ייצור תוסף ומחסור הם שתי דוגמאות עיקריות שסיפקו את היעילות וחיסכון בעלויות מבקשים להישאר תחרותיים.
המכונה הדפסת תלת מימד, ייצור תוסף (AM) הוא שיטה לא מסורתית המשתמשת בדרך כלל בנתוני תכנון דיגיטלי ליצירת אובייקטים תלת מימדיים מוצקים על ידי מיזוג שכבת חומרים לפי שכבה מלמטה למעלה. לעיתים קרובות מייצרים חלקים כמעט-נט-צורה (NNS) ללא פסולת, השימוש ב- AM עבור עיצובים בסיסיים ומורכבים של מוצרים ממשיך לחלחל לתעשיות כמו רכב, תעופה וחלל, אנרגיה, רפואה, תחבורה ומוצרי צריכה. נהפוך הוא, התהליך החיסור כרוך בהסרת קטעים מגוש חומר על ידי חיתוך או עיבוד דיוק גבוה ליצירת מוצר תלת -ממדי.
למרות הבדלי מפתח, תהליכי התוסף והחיסור אינם תמיד בלעדיים זה בזה - מכיוון שהם יכולים לשמש כדי להחמיא לשלבים שונים של פיתוח מוצרים. מודל קונספט מוקדם או אב -טיפוס נוצר לעתים קרובות על ידי תהליך התוסף. לאחר סיום המוצר הזה, יתכן ויהיה צורך בקבוצות גדולות יותר, ופותח את הדלת לייצור חיסור. לאחרונה, כאשר הזמן הוא המהות, מיושמים שיטות תוספות/חיסור היברידיות על דברים כמו תיקון חלקים פגומים/שחוקים או יצירת חלקים איכותיים עם פחות זמן הובלה.
אוטומציה קדימה
כדי לעמוד בדרישות הלקוחות המחמירות, מפיקים משלבים מגוון חומרי תיל כמו נירוסטה, ניקל, קובלט, כרום, טיטניום, אלומיניום ומתכות שונות אחרות לבנייתם החלקים, החל במצע רך ועם זאת חזק ומסיים עם רכיב קשה ועמיד בלאי. בחלקו, זה חשף את הצורך בפתרונות בעלי ביצועים גבוהים לפריון ואיכות גדולים יותר בסביבות ייצור תוספות והן מחוסרות, במיוחד כאשר תהליכים כמו ייצור תוספים של קשת חוט (WAAM), WAAM-Subtractive, מחיטה לייזר-חיפוי לייזר או קישוט. הדגשים כוללים:
- טכנולוגיית סרוו מתקדמת:כדי להתייחס טוב יותר ליעדי זמן לשוק ומפרטי תכנון לקוחות, בהם מדויקים ומימדיים באיכות סיום, משתמשי הקצה פונים למדפסות תלת מימד מתקדמות עם מערכות סרוו (Over Stepper Motors) לבקרת תנועה אופטימלית. היתרונות של מנועי סרוו, כמו Sigma-7 של יסקאווה, הופכים את תהליך התוסף לראשו, ועוזרים למפיקים מתגברים על סוגיות נפוצות באמצעות יכולות הגברת מדפסת:
- דיכוי רטט: מנועי סרוו חזקים מתהדרים במסנני דיכוי רטט, כמו גם מסנני אנטי-תהודה וחריץ, ומניבים תנועה חלקה במיוחד שיכולים לחסל את הקווים המדרוכים הלא נעימים הוויזואלית הנגרמת כתוצאה ממנוע המנוע המנוע.
- שיפור מהירות: מהירות הדפסה של 350 מ"מ לשנייה היא כיום מציאות, יותר מכפיל את מהירות ההדפסה הממוצעת של מדפסת תלת מימד באמצעות מנוע צעד. באופן דומה, ניתן להשיג מהירות נסיעה של עד 1,500 מ"מ/שניה באמצעות סיבוב או עד 5 מטר/שניה בטכנולוגיית סרוו לינארית. יכולת ההאצה המהירה ביותר המסופקת באמצעות ServOs בעלי ביצועים גבוהים מאפשרת להעביר ראשי הדפסה תלת-ממדיים לעמדותיהם המתאימות במהירות רבה יותר. זה עובר דרך ארוכה להקל על הצורך להאט מערכת שלמה כדי להגיע לאיכות הגימור הרצויה. לאחר מכן, שדרוג זה בקרת תנועה פירושו גם שמשתמשים קצה יכולים לייצר יותר חלקים לשעה מבלי להקריב איכות.
- כוונון אוטומטי: מערכות סרוו יכולות לבצע באופן עצמאי כוונון מותאם אישית משלהם, מה שמאפשר להסתגל לשינויים במכניקה של מדפסת או שונות בתהליך הדפסה. מנועי צעד תלת מימדיים אינם משתמשים במשוב בעמדות, מה שמאפשר כמעט לפצות על שינויים בתהליכים או בפערים במכניקה.
- משוב מקודד: מערכות סרוו חזקות המציעות משוב מקודד מוחלט צריכות רק לבצע שגרת בית פעם אחת, וכתוצאה מכך חיסכון רב יותר בחיסכון וחיסכון בעלויות. מדפסות תלת מימד המשתמשות בטכנולוגיית מנוע צעד חסרות תכונה זו וצריכות להיות מחודדות בכל פעם שהן מופעלות.
- חישת משוב: מכבש מדפסת תלת מימד יכול לרוב להיות צוואר בקבוק בתהליך ההדפסה, ומנוע צעד אינו בעל יכולת חישה של משוב לאתר ריבה מכובשת - גירעון שיכול להוביל לחורבן של עבודת הדפסה שלמה. עם זאת בחשבון, מערכות סרוו יכולות לגלות גיבויים של מכשיר ולמנוע הפשטת נימה. המפתח לביצועי הדפסה מעולים הוא קיום מערכת לולאה סגורה המרוכזת סביב מקודד אופטי ברזולוציה גבוהה. מנועי סרוו עם מקודד ברזולוציה גבוהה של 24 סיביות יכולים לספק 16,777,216 ביטים של רזולוציית משוב עם לולאה סגורה לדיוק ציר גדול יותר, וכן סנכרון והגנה מפני ריבות.
- רובוטים בעלי ביצועים גבוהים:כשם שמנועי סרוו חזקים הופכים יישומי תוסף, כך גם רובוטים. ביצועי הנתיב המצוינים שלהם, מבנה מכני נוקשה ודירוגי הגנה מפני אבק גבוה (IP)-בשילוב עם בקרת אנטי-כיבוי מתקדמת ויכולת רב-ציר-הופכים את רובוטים גמישים ביותר לשישה ציר לאפשרות אידיאלית לתהליכים התובעניים המקיפים את השימוש במדפסות תלת מימד, כמו גם פעולות מפתח עבור שיטות תוספות/שיניים של תוספות/שיניים.
אוטומציה רובוטית מחמיאה למכונות הדפסת תלת מימד כרוכה בהרחבה בטיפול בחלקים מודפסים במתקנים מרובי מכונות. החל מפריקת חלקים בודדים ממכונת ההדפסה, להפרדת חלקים לאחר מחזור הדפסה רב-חלקי, רובוטים גמישים ויעילים ביותר, אופטימיזציה של פעולות לתפוקה רבה יותר ופרודוקטיביות.
עם הדפסת תלת מימד מסורתית, רובוטים מועילים לניהול אבקה, מילוי אבקת מדפסת מחדש בעת הצורך והוצאת אבקה מחלקים מוגמרים. באופן דומה, משימות סיום חלקות אחרות הפופולריות בייצור מתכת כמו טחינה, ליטוש, חילוף או חיתוך מושגות בקלות. בדיקת איכות, כמו גם צרכים אריזות ולוגיסטיקה נענים גם הם חזיתית עם טכנולוגיה רובוטית, ומשחררים מפיקים כדי למקד את זמנם בעבודה גבוהה יותר בעלת ערך מוסף, כמו ייצור בהתאמה אישית.
עבור יצירות עבודה גדולות יותר, רובוטים תעשייתיים ארוכי טווח ארוכי טווח כלים כדי להזיז ישירות ראש שחול של מדפסת תלת מימד. זה, בשילוב עם כלים היקפיים כמו בסיבוב בסיבוב, מיקום, מסלולים לינאריים, גנטרי ועוד, מספקים את סביבת העבודה הנדרשת ליצירת מבנים מרחביים חופשיים. מלבד אבות-טיפוס מהיר קלאסי משמשים לרובוטים לייצור חלקים גדולים עם צורה חופשית בנפח, צורות עובש, קונסטרוקציות מסבך בצורת תלת מימד וחלקים היברידיים בפורמט גדול. - בקרי מכונות מרובי ציר:טכנולוגיה חדשנית לחיבור של עד 62 צירי תנועה בסביבה יחידה מבצעת כעת רב-סינכרון של מגוון רחב של רובוטים תעשייתיים, מערכות סרוו וכונני תדר משתנים המשמשים בתהליכים התוספים, המחוררים וההיברידיים האפשריים. משפחה שלמה של מכשירים יכולה כעת לעבוד בצורה חלקה יחד תחת שליטה וניטור מוחלט של PLC (בקר לוגיקה הניתן לתכנות) או בקר מכונות IEC, כמו MP3300IEC. לעתים קרובות מתוכנת עם חבילת תוכנה דינמית 61131 IEC, כגון SotionWorks IEC, פלטפורמות מקצועיות כמו זו משתמשות בכלים מוכרים (כלומר, קודי G Reprap, תרשים בלוק פונקציות, טקסט מובנה, תרשים סולם וכו '). כדי להקל על שילוב קל ולייעל אופטימיזציה של זמן רב, כלולים כלים מוכנים כמו פיצוי פילוס מיטה, בקרת מקדמת לחץ מכבידה, ריבוי ציר ושליטה על מכבש.
- ממשקי משתמש מתקדמים לייצור:מועיל מאוד ליישומים בהדפסת תלת מימד, חיתוך צורות, כלי מכונה ורובוטיקה, חבילות תוכנה מגוונות יכולות לספק במהירות ממשק מכונה גרפי קל להתאסף, ומספק מסלול לרבגוניות רבה יותר. מעוצב עם יצירתיות ואופטימיזציה בראש, פלטפורמות אינטואיטיביות, כמו Yaskawa Compass, מאפשרות ליצרנים למותג ולהתאים אישית בקלות מסכים. החל מהכללת תכונות מכונות ליבה ועד צורכי הלקוח, נדרשת תכנות מועטה-מכיוון שכלים אלה מספקים ספרייה נרחבת של תוספים C# שנבנו מראש או לאפשר ייבוא של תוספים מותאמים אישית.
לְהִתְעַלוֹת
בעוד שתהליכי התוספות והחיסור היחידים נותרו פופולריים, תעשה מעבר גדול יותר לעבר שיטת התוסף/חיסור ההיברידי במהלך השנים הקרובות. צפוי לצמוח בקצב צמיחה שנתי מורכב (CAGR) של 14.8 אחוזים עד 20271, שוק מכונות הייצור ההיברידיות התוספות עומד לעמוד בפתיחת הדרישות המתפתחות של הלקוחות. כדי לעלות מעל התחרות, על היצרנים לשקול את היתרונות והחסרונות של השיטה ההיברידית לפעילותם. עם היכולת לייצר חלקים לפי הצורך, להפחתה משמעותית בטביעת הרגל הפחמית, תהליך התוסף/חיסור ההיברידי מציע כמה יתרונות אטרקטיביים. בלי קשר, אין להתעלם מהטכנולוגיות המתקדמות לתהליכים אלה ויש ליישם אותם על רצפות חנויות כדי להקל על התפוקה ואיכות המוצר הגדולה יותר.
זמן הודעה: אוגוסט -13-2021
