სერვო ძრავები და რობოტები გარდაქმნიან დანამატებს. შეიტყვეთ უახლესი რჩევები და აპლიკაციები რობოტული ავტომატიზაციის და მოწინავე მოძრაობის კონტროლის დანერგვისას დანამატების და გამოკლების წარმოებისთვის, ასევე რა არის შემდეგი: იფიქრეთ ჰიბრიდული დანამატის/გამოკლების მეთოდებზე.
მოწინავე ავტომატიზაცია
სარა მელიშისა და როზმერი ბერნსის მიერ
დენის კონვერტაციის მოწყობილობების მიღება, მოძრაობის კონტროლის ტექნოლოგია, უკიდურესად მოქნილი რობოტები და სხვა მოწინავე ტექნოლოგიების ეკლექტიკური ნაზავი არის მამოძრავებელი ფაქტორები ახალი წარმოების პროცესების სწრაფი ზრდისთვის ინდუსტრიულ ლანდშაფტში. რევოლუცია მოახდინა პროტოტიპების, ნაწილებისა და პროდუქტების დამზადების გზაზე, დანამატი და გამოკლებადი წარმოება არის ორი მთავარი მაგალითი, რამაც უზრუნველყო ეფექტურობა და ხარჯების დაზოგვა ფაბრიქატორები, რომლებიც ცდილობენ დარჩნენ კონკურენტუნარიანი.
მოხსენიებული, როგორც 3D ბეჭდვა, დანამატის წარმოება (AM) არის არატრადიციული მეთოდი, რომელიც ჩვეულებრივ იყენებს ციფრული დიზაინის მონაცემებს მყარი სამგანზომილებიანი ობიექტების შესაქმნელად მასალების ფენა-ფენა ქვემოდან ზემოთ. ხშირად ამზადებენ თითქმის ქსელის ფორმის (NNS) ნაწილებს ნარჩენების გარეშე, AM-ის გამოყენება როგორც ძირითადი, ასევე რთული პროდუქტის დიზაინისთვის კვლავ ვრცელდება ინდუსტრიებში, როგორიცაა ავტომობილები, აერონავტიკა, ენერგეტიკა, სამედიცინო, ტრანსპორტი და სამომხმარებლო პროდუქტები. პირიქით, გამოკლების პროცესი გულისხმობს მასალის ბლოკიდან სექციების ამოღებას მაღალი სიზუსტით ჭრის ან დამუშავების გზით 3D პროდუქტის შესაქმნელად.
ძირითადი განსხვავებების მიუხედავად, დანამატის და გამოკლების პროცესები ყოველთვის არ არის ურთიერთგამომრიცხავი – რადგან მათი გამოყენება შესაძლებელია პროდუქტის განვითარების სხვადასხვა ეტაპების შესასრულებლად. ადრეული კონცეფციის მოდელი ან პროტოტიპი ხშირად იქმნება დანამატის პროცესით. როგორც კი ეს პროდუქტი დასრულდება, შეიძლება საჭირო გახდეს უფრო დიდი პარტიები, რაც ხსნის კარს სუბტრაქტიული წარმოებისთვის. ახლახან, სადაც დრო მნიშვნელოვანია, ჰიბრიდული დანამატის/გამოკლების მეთოდები გამოიყენება ისეთი საკითხებისთვის, როგორიცაა დაზიანებული/ნახმარი ნაწილების შეკეთება ან ხარისხიანი ნაწილების შექმნა ნაკლები დროით.
ავტომატური წინსვლა
მომხმარებელთა მკაცრი მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, მწარმოებლები აერთიანებენ მავთულხლართების მასალებს, როგორიცაა უჟანგავი ფოლადი, ნიკელი, კობალტი, ქრომი, ტიტანი, ალუმინი და სხვა მსგავსი ლითონები მათი ნაწილის კონსტრუქციაში, დაწყებული რბილი, მაგრამ ძლიერი სუბსტრატით და დამთავრებული მყარი, აცვიათ. - რეზისტენტული კომპონენტი. ნაწილობრივ, ამან გამოავლინა მაღალი წარმადობის გადაწყვეტილებების საჭიროება მეტი პროდუქტიულობისა და ხარისხისთვის, როგორც დანამატების, ისე გამოკლების საწარმოო გარემოში, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ეხება პროცესებს, როგორიცაა მავთულის რკალის დანამატის წარმოება (WAAM), WAAM-გამოკლება, ლაზერული მოპირკეთება-გამოკლება ან დეკორაცია. მაჩვენებლები მოიცავს:
- მოწინავე სერვო ტექნოლოგია:იმისათვის, რომ უკეთ მივხედოთ ბაზრის მიზნებს და მომხმარებლის დიზაინის სპეციფიკაციებს, რაც შეეხება განზომილების სიზუსტეს და დასრულების ხარისხს, საბოლოო მომხმარებლები მიმართავენ მოწინავე 3D პრინტერებს სერვო სისტემებით (სტეპერ ძრავებით) მოძრაობის ოპტიმალური კონტროლისთვის. სერვო ძრავების უპირატესობები, როგორიცაა Yaskawa's Sigma-7, აბრუნებს დანამატის პროცესს და ეხმარება ფაბრიქტორებს გადალახონ საერთო პრობლემები პრინტერის გამაძლიერებელი შესაძლებლობების მეშვეობით:
- ვიბრაციის ჩახშობა: ძლიერი სერვო ძრავები ამაყობენ ვიბრაციის ჩახშობის ფილტრებით, ასევე ანტირეზონანსული ფილტრებით, რაც იძლევა უკიდურესად გლუვ მოძრაობას, რომელსაც შეუძლია აღმოფხვრას ვიზუალურად უსიამოვნო საფეხურიანი ხაზები, რომლებიც გამოწვეულია სტეპერ ძრავის ბრუნვის ტალღით.
- სიჩქარის გაზრდა: ბეჭდვის სიჩქარე 350 მმ/წმ ახლა უკვე რეალობაა, რაც აორმაგებს 3D პრინტერის საშუალო ბეჭდვის სიჩქარეს სტეპერ ძრავის გამოყენებით. ანალოგიურად, 1500 მმ/წმ-მდე მოგზაურობის სიჩქარე მიიღწევა მბრუნავი ან 5 მეტრ/წმ-მდე ხაზოვანი სერვო ტექნოლოგიის გამოყენებით. უკიდურესად სწრაფი აჩქარების შესაძლებლობა, რომელიც უზრუნველყოფილია მაღალი ხარისხის სერვოს საშუალებით, საშუალებას აძლევს 3D ბეჭდვის თავებს უფრო სწრაფად გადაიტანონ სათანადო პოზიციებზე. ეს დიდ გზას აშორებს მთელი სისტემის შენელების აუცილებლობას სასურველი დასრულების ხარისხის მისაღწევად. შემდგომში, მოძრაობის კონტროლის ეს განახლება ასევე ნიშნავს იმას, რომ საბოლოო მომხმარებლებს შეუძლიათ საათში მეტი ნაწილის დამზადება ხარისხის შეწირვის გარეშე.
- ავტომატური რეგულირება: სერვო სისტემებს შეუძლიათ დამოუკიდებლად შეასრულონ საკუთარი მორგება, რაც შესაძლებელს ხდის ადაპტირებას პრინტერის მექანიკის ცვლილებებთან ან ბეჭდვის პროცესში არსებულ განსხვავებებს. 3D სტეპერ ძრავები არ იყენებენ პოზიციის უკუკავშირს, რაც თითქმის შეუძლებელს ხდის პროცესებში ცვლილებების ან მექანიკის შეუსაბამობების კომპენსირებას.
- ენკოდერის გამოხმაურება: მძლავრი სერვო სისტემები, რომლებიც გთავაზობთ აბსოლუტურ ენკოდერის უკუკავშირს, საჭიროა მხოლოდ ერთხელ შეასრულონ სახლის რუტინა, რაც გამოიწვევს უფრო მეტ დროსა და ხარჯებს. 3D პრინტერები, რომლებიც იყენებენ სტეპერ ძრავის ტექნოლოგიას, არ გააჩნიათ ეს ფუნქცია და საჭიროებენ სახლში ყოველი ჩართვისას.
- უკუკავშირის ზონდირება: 3D პრინტერის ექსტრუდერი ხშირად შეიძლება იყოს შეფერხება ბეჭდვის პროცესში, ხოლო სტეპერ ძრავას არ აქვს გამოხმაურების ზონდირების უნარი, აღმოაჩინოს ექსტრუდერის ჯემი - დეფიციტი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მთელი ბეჭდვის სამუშაოს ჩაშლა. ამის გათვალისწინებით, სერვო სისტემებს შეუძლიათ ამოიცნონ ექსტრუდერის სარეზერვო ასლები და თავიდან აიცილონ ძაფის ამოღება. უმაღლესი ბეჭდვის შესრულების გასაღები არის დახურული მარყუჟის სისტემა, რომელიც ორიენტირებულია მაღალი გარჩევადობის ოპტიკური კოდირების გარშემო. სერვო ძრავებს 24-ბიტიანი აბსოლუტური მაღალი გარჩევადობის ენკოდერით შეუძლიათ უზრუნველყონ 16,777,216 ბიტიანი დახურული მარყუჟის უკუკავშირის გარჩევადობა ღერძისა და ექსტრუდერის მეტი სიზუსტისთვის, ასევე სინქრონიზაციისა და ჯემისგან დაცვისთვის.
- მაღალი ხარისხის რობოტები:როგორც ძლიერი სერვო ძრავები გარდაქმნიან დანამატების აპლიკაციებს, ასევე რობოტებიც. მათი შესანიშნავი ბილიკების შესრულება, ხისტი მექანიკური სტრუქტურა და მაღალი მტვრისგან დაცვის (IP) რეიტინგები - ვიბრაციის საწინააღმდეგო მოწინავე კონტროლთან და მრავალღერძიან შესაძლებლობებთან ერთად - უაღრესად მოქნილ ექვსღერძიან რობოტებს აქცევს იდეალურ ვარიანტს იმ რთული პროცესებისთვის, რომლებიც გარშემორტყმულია 3D-ის გამოყენებასთან. პრინტერები, ასევე ძირითადი მოქმედებები სუბტრაქციული წარმოების და ჰიბრიდული დანამატის/გამოკლების მეთოდებისთვის.
რობოტული ავტომატიზაცია, რომელიც 3D ბეჭდვის აპარატების კომპლიმენტია, ფართოდ გულისხმობს დაბეჭდილი ნაწილების დამუშავებას მრავალ მანქანურ დანადგარებში. საბეჭდი აპარატიდან ცალკეული ნაწილების გადმოტვირთვიდან დაწყებული, მრავალნაწილიანი ბეჭდვის ციკლის შემდეგ ნაწილების განცალკევებამდე, ძალიან მოქნილი და ეფექტური რობოტები ახდენენ ოპერაციების ოპტიმიზაციას მეტი გამტარუნარიანობისა და პროდუქტიულობის ზრდისთვის.
ტრადიციული 3D ბეჭდვით, რობოტები სასარგებლოა ფხვნილის მართვაში, საჭიროების შემთხვევაში პრინტერის ფხვნილის შევსებაში და მზა ნაწილებიდან ფხვნილის მოცილებაში. ანალოგიურად, სხვა ნაწილების დასრულების ამოცანები, რომლებიც პოპულარულია ლითონის წარმოებაში, როგორიცაა დაფქვა, გაპრიალება, გაფცქვნა ან ჭრა, ადვილად მიიღწევა. ხარისხის ინსპექტირება, ისევე როგორც შეფუთვა და ლოგისტიკური მოთხოვნილებები ასევე დაკმაყოფილებულია რობოტული ტექნოლოგიით, რაც ათავისუფლებს ფაბრიქტორებს, რომ თავიანთი დრო გაამახვილონ უფრო მაღალი დამატებული ღირებულების სამუშაოზე, როგორიცაა საბაჟო წარმოება.
უფრო დიდი სამუშაო ნაწილებისთვის, გრძელვადიანი ინდუსტრიული რობოტები გამოიყენება 3D პრინტერის ექსტრუზიის თავის პირდაპირ გადასაადგილებლად. ეს, პერიფერიულ ინსტრუმენტებთან ერთად, როგორიცაა მბრუნავი ბაზები, პოზიციონერები, წრფივი ტრასები, განლაგები და სხვა, უზრუნველყოფს სამუშაო სივრცეს, რომელიც საჭიროა სივრცითი თავისუფალი ფორმის სტრუქტურების შესაქმნელად. კლასიკური სწრაფი პროტოტიპების გარდა, რობოტები გამოიყენება დიდი მოცულობის თავისუფალი ფორმის ნაწილების, ყალიბის ფორმების, 3D ფორმის ტრასების კონსტრუქციებისა და დიდი ფორმატის ჰიბრიდული ნაწილების დასამზადებლად. - მრავალღერძიანი მანქანების კონტროლერები:ერთ გარემოში მოძრაობის 62 ღერძის დასაკავშირებლად ინოვაციური ტექნოლოგია ახლა შესაძლებელს ხდის ინდუსტრიული რობოტების, სერვო სისტემების და ცვლადი სიხშირის დრაივების მრავალსინქრონიზაციას, რომლებიც გამოიყენება დანამატის, გამოკლების და ჰიბრიდულ პროცესებში. მოწყობილობების მთელ ოჯახს ახლა შეუძლია შეუფერხებლად იმუშაოს ერთად PLC (პროგრამირებადი ლოგიკური კონტროლერი) ან IEC მანქანის კონტროლერის სრული კონტროლისა და მონიტორინგის ქვეშ, როგორიცაა MP3300iec. ხშირად დაპროგრამებულია დინამიური 61131 IEC პროგრამული პაკეტით, როგორიცაა MotionWorks IEC, მსგავსი პროფესიონალური პლატფორმები იყენებენ ნაცნობ ინსტრუმენტებს (მაგ., RepRap G-კოდებს, ფუნქციების ბლოკის დიაგრამას, სტრუქტურირებულ ტექსტს, კიბეების დიაგრამას და ა.შ.). მარტივი ინტეგრაციის გასაადვილებლად და მანქანის მუშაობის დროის ოპტიმიზაციისთვის, მოყვება მზა ხელსაწყოები, როგორიცაა საწოლის გასწორების კომპენსაცია, ექსტრუდერის წნევის წინსვლის კონტროლი, მრავალი spindle და ექსტრუდერის კონტროლი.
- გაფართოებული წარმოების მომხმარებლის ინტერფეისები:უაღრესად სასარგებლოა 3D ბეჭდვის, ფორმის ჭრის, მანქანათმშენებლობისა და რობოტიკის აპლიკაციებისთვის, მრავალფეროვან პროგრამულ პაკეტებს შეუძლიათ სწრაფად უზრუნველყონ ადვილად მორგებული გრაფიკული აპარატის ინტერფეისი, რაც უზრუნველყოფს გზას მეტი მრავალფეროვნებისაკენ. შექმნილია კრეატიულობისა და ოპტიმიზაციის გათვალისწინებით, ინტუიციური პლატფორმები, როგორიცაა Yaskawa Compass, მწარმოებლებს საშუალებას აძლევს დაასახელონ და მარტივად დააკონფიგურირონ ეკრანები. ძირითადი მანქანის ატრიბუტების ჩათვლით მომხმარებელთა მოთხოვნილებების დაკმაყოფილებამდე, მცირე პროგრამირებაა საჭირო – რადგან ეს ხელსაწყოები უზრუნველყოფს წინასწარ ჩაშენებული C# დანამატების ფართო ბიბლიოთეკას ან საშუალებას აძლევს მორგებული დანამატების იმპორტს.
მაღლა აწიეთ
მიუხედავად იმისა, რომ ერთჯერადი დანამატი და გამოკლების პროცესები პოპულარული რჩება, მომდევნო რამდენიმე წლის განმავლობაში უფრო დიდი ცვლა მოხდება ჰიბრიდული დანამატის/გამოკლების მეთოდისკენ. მოსალოდნელია, რომ გაიზარდოს რთული წლიური ზრდის ტემპით (CAGR) 14.8 პროცენტით 2027 წლისთვის1ჰიბრიდული დანამატების წარმოების მანქანების ბაზარი მზად არის დააკმაყოფილოს მზარდი მომხმარებელთა მოთხოვნები. კონკურენციაზე მაღლა ასვლისთვის, მწარმოებლებმა უნდა აწონონ თავიანთი ოპერაციების ჰიბრიდული მეთოდის დადებითი და უარყოფითი მხარეები. საჭიროებისამებრ ნაწილების წარმოების შესაძლებლობით, ნახშირბადის ანაბეჭდის მნიშვნელოვანი შემცირებით, ჰიბრიდული დანამატის/გამოკლების პროცესი გთავაზობთ რამდენიმე მიმზიდველ სარგებელს. მიუხედავად ამისა, ამ პროცესების მოწინავე ტექნოლოგიები მხედველობიდან არ უნდა დარჩეს და უნდა განხორციელდეს მაღაზიის იატაკზე, რათა ხელი შეუწყოს უფრო პროდუქტიულობისა და პროდუქტის ხარისხს.
გამოქვეყნების დრო: აგვისტო-13-2021
