تعمل المحركات المؤازرة والروبوتات على تحويل التطبيقات المضافة. تعرف على أحدث النصائح والتطبيقات عند تنفيذ الأتمتة الآلية والتحكم المتقدم في الحركة للتصنيع الإضافي والطرح ، وكذلك ما هو التالي: فكر في طرق الإضافة/الطبع الهجينة.
التقدم الأتمتة
بقلم سارة ميليش وروزماري بيرنز
إن اعتماد أجهزة تحويل الطاقة ، وتكنولوجيا التحكم في الحركة ، والروبوتات المرنة للغاية ومزيج انتقائي من التقنيات المتقدمة الأخرى هي عوامل قيادة للنمو السريع لعمليات التصنيع الجديدة عبر المشهد الصناعي. إحداث ثورة في الطريقة التي يتم بها صنع النماذج الأولية ، والأجزاء والمنتجات ، والتصنيع الإضافي والطرح ، وهما مثالان رئيسيان وفروا من الكفاءة وتوفير التكاليف الذين يسعون إلى الحفاظ على المنافسة.
يشار إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد ، التصنيع المضافة (AM) هي طريقة غير تقليدية تستخدم عادة بيانات التصميم الرقمي لإنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد صلبة عن طريق دمج طبقة من الطبقة من أسفل إلى أعلى. غالبًا ما يصنع أجزاء قريبة من الشبكة (NNS) بدون مضيعة ، يستمر استخدام AM لكل من تصميمات المنتجات الأساسية والمعقدة في تتخلل الصناعات مثل السيارات والفضاء والطاقة والطبية والنقل والمنتجات الاستهلاكية. على العكس من ذلك ، تستلزم العملية الطرفية إزالة الأقسام من كتلة من المواد عن طريق قطع أو تصنيع بدقة عالية لإنشاء منتج ثلاثي الأبعاد.
على الرغم من الاختلافات الرئيسية ، فإن العمليات المضافة والطرح ليست دائمًا حصرية بشكل متبادل - حيث يمكن استخدامها لتكمل مراحل مختلفة من تطوير المنتج. يتم إنشاء نموذج أو نموذج أولي مبكر بشكل متكرر بواسطة العملية المضافة. بمجرد الانتهاء من هذا المنتج ، قد تكون هناك حاجة إلى دفعات أكبر ، وفتح الباب أمام التصنيع الطبق. في الآونة الأخيرة ، حيث يكون الوقت من الجوهر ، يتم تطبيق أساليب مضافة/مطرقة هجينة على أشياء مثل إصلاح الأجزاء التالفة/البالية أو إنشاء أجزاء عالية الجودة مع مهلة أقل.
أتمتة إلى الأمام
لتلبية متطلبات العملاء الصارمة ، يقوم المصنعون بدمج مجموعة من المواد السلكية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل والكوبالت والكروم والتيتانيوم والألومنيوم والمعادن المتباينة الأخرى في بنائها ، بدءًا من ركيزة ناعمة ولكنها قوية مع مكون صلب مقاوم للارتداء. في جزء منه ، كشف هذا عن الحاجة إلى حلول عالية الأداء لمزيد من الإنتاجية والجودة في كل من بيئات التصنيع الإضافية والطربة ، خاصةً عندما تتعلق عمليات التصنيع المضافة للأسلاك (WAAM) ، و WAAM-STRICE ، وتجتيد الكسوة بالليزر أو الديكور. تشمل النقاط البارزة:
- تقنية المؤازرة المتقدمة:لتحسين معالجة أهداف الوقت إلى السوق ومواصفات تصميم العملاء ، حيث تتعلق بدقة الأبعاد وجودة النهاية ، يتحول المستخدمون النهائيون إلى طابعات ثلاثية الأبعاد متقدمة مع أنظمة المؤازرة (عبر محركات السائر) للتحكم الأمثل للحركة. فوائد محركات المؤازرة ، مثل Sigma-7 Yaskawa ، تحول العملية المضافة على رأسها ، مما يساعد المصنعين على التغلب على المشكلات المشتركة من خلال إمكانيات تعزيز الطابعة:
- قمع الاهتزاز: تحتفظ المحركات المؤازرة القوية بفلاتر قمع الاهتزاز ، وكذلك مرشحات مضادة للرنين والشق ، مما يؤدي إلى حركة ناعمة للغاية يمكن أن تقضي على خطوط خطوة غير سارة بصريًا ناتجة عن تموج عزم الدوران السائر.
- تحسين السرعة: أصبحت سرعة طباعة 350 مم/ثانية حقيقة واقعة ، أكثر من ضعف متوسط سرعة الطباعة للطابعة ثلاثية الأبعاد باستخدام محرك السائر. وبالمثل ، يمكن تحقيق سرعة سفر تصل إلى 1500 مم/ثانية باستخدام دوار أو ما يصل إلى 5 أمتار/ثانية باستخدام تقنية المؤازرة الخطية. تتيح إمكانية التسارع السريع للغاية المقدمة من خلال Servos عالي الأداء نقل رؤوس الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى مواقعها المناسبة بشكل أسرع. هذا يقطع شوطًا طويلاً في تخفيف الحاجة إلى إبطاء نظام بأكمله للوصول إلى جودة النهاية المطلوبة. بعد ذلك ، تعني هذه الترقية في التحكم في الحركة أيضًا أن المستخدمين النهائيين يمكنهم تصنيع المزيد من الأجزاء في الساعة دون التضحية بالجودة.
- التوليف التلقائي: يمكن أنظمة المؤازرة أداء ضبطها المخصص بشكل مستقل ، مما يجعل من الممكن التكيف مع التغييرات في ميكانيكا الطابعة أو الفروق في عملية الطباعة. لا تستخدم محركات السهول ثلاثية الأبعاد ردود الفعل ، مما يجعل من المستحيل تقريبًا التعويض عن التغييرات في العمليات أو التناقضات في الميكانيكا.
- ملاحظات التشفير: تحتاج أنظمة Servo القوية التي تقدم تعليقات التشفير المطلقة فقط إلى أداء روتين Homing مرة واحدة ، مما يؤدي إلى توفير أكبر في وقت التشغيل والتكاليف. تفتقر الطابعات ثلاثية الأبعاد التي تستخدم تقنية Stepper Motor إلى هذه الميزة وتحتاج إلى أن تُعزى في كل مرة يتم فيها تشغيلها.
- استشعار التغذية المرتدة: يمكن أن يكون طارد الطابعة ثلاثية الأبعاد في كثير من الأحيان عنق الزجاجة في عملية الطباعة ، ولا يتمتع محرك السائر بقدرة استشعار التعليقات على اكتشاف مربى الطارد - وهو عجز يمكن أن يؤدي إلى خراب وظيفة الطباعة بأكملها. مع وضع ذلك في الاعتبار ، يمكن أنظمة المؤازرة اكتشاف النسخ الاحتياطية للبثق ومنع تجريد الشعيرة. مفتاح أداء الطباعة المتفوق هو وجود نظام حلقة مغلق يتركز حول تشفير بصري عالي الدقة. يمكن أن توفر محركات المؤازرة ذات الدقة العالية المطلق 24 بت 16،777،216 بت من دقة التعليقات المغلقة من أجل دقة أكبر المحور والطارد ، وكذلك التزامن وحماية المربى.
- روبوتات عالية الأداء:مثلما تقوم محركات المؤازرة القوية بتحويل التطبيقات المضافة ، وكذلك الروبوتات. إن أداء المسار الممتاز ، والهيكل الميكانيكي الصلب ، وتصنيفات حماية الغبار العالية (IP)-جنبًا إلى جنب مع التحكم المتقدم لمكافحة الاضطراب وقدرة متعددة المحاور-يجعل الروبوتات المرنة ذات الستة محاور للغاية خيارًا مثاليًا للعمليات المتطلبة التي تحيط باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد ، وكذلك الإجراءات الرئيسية للتصنيع الطري والطرق الإضافية/الطرحية.
الأتمتة الآلية المجانية لآلات الطباعة ثلاثية الأبعاد تستلزم على نطاق واسع التعامل مع الأجزاء المطبوعة في المنشآت متعددة الآلات. من تفريغ الأجزاء الفردية من جهاز الطباعة ، إلى فصل الأجزاء بعد دورة طباعة متعددة الأجزاء ، تعمل الروبوتات المرنة للغاية والفعالة على تحسين العمليات لمكاسب الإنتاجية والإنتاجية أكبر.
مع الطباعة ثلاثية الأبعاد التقليدية ، فإن الروبوتات مفيدة مع إدارة المسحوق ، ومسحوق تعيد التعبئة عند الحاجة وإزالة المسحوق من الأجزاء النهائية. وبالمثل ، يمكن بسهولة تحقيق مهام الانتهاء من الأجزاء الأخرى التي تحظى بتصنيع المعادن مثل الطحن أو التلميع أو التصحيح أو القطع. يتم أيضًا تلبية فحص الجودة ، بالإضافة إلى احتياجات التغليف واللوجستيات وجهاً لوجه مع التكنولوجيا الآلية ، وتحرير المصنعين لتركيز وقتهم على الأعمال ذات القيمة المضافة العليا ، مثل التصنيع المخصص.
بالنسبة إلى قطع العمل الكبيرة ، يتم أدوات الروبوتات الصناعية طويلة المدى لنقل رأسًا ثلاثي الأبعاد للطابعة مباشرة. هذا ، بالاقتران مع الأدوات المحيطية مثل القواعد الدوارة ، والمقالات ، والمسارات الخطية ، والغنترات ، وأكثر من ذلك ، توفر مساحة العمل المطلوبة لإنشاء هياكل مكانية حرة. بصرف النظر عن النماذج الأولية السريعة الكلاسيكية ، يتم استخدام الروبوتات لتصنيع أجزاء كبيرة الحجم الحرة ، وأشكال العفن ، والإنشاءات ثلاثية الأبعاد على شكل الجمالون ، والأجزاء الهجينة ذات التنسيق الكبير. - وحدات التحكم في الآلات متعددة المحاور:التكنولوجيا المبتكرة لتوصيل ما يصل إلى 62 محاور للحركة في بيئة واحدة تجعل الآن تزامن متعدد المزامنة لمجموعة واسعة من الروبوتات الصناعية وأنظمة المؤازرة ومحركات التردد المتغيرة المستخدمة في العمليات المضافة والمضافة والهجينة الممكنة. يمكن لعائلة بأكملها الآن العمل بسلاسة معًا تحت التحكم الكامل ومراقبة PLC (وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة) أو وحدة تحكم آلة IEC ، مثل MP3300IEC. غالبًا ما يتم برمجتها باستخدام حزمة برامج IEC Dynamic 61131 ، مثل MotionWorks IEC ، والمنصات المهنية مثل هذه الأدوات المألوفة (أي ، REPRAP G-CODES ، مخطط كتلة الوظائف ، النص المنظم ، مخطط السلم ، إلخ). لتسهيل التكامل السهل وتحسين وقت تشغيل الماكينة ، يتم تضمين الأدوات الجاهزة مثل تعويض تسوية السرير ، والتحكم المتقدم في ضغط البثق ، والتحكم المتعدد في المغزل والبثق.
- واجهات مستخدم التصنيع المتقدمة:مفيدة للغاية للتطبيقات في الطباعة ثلاثية الأبعاد ، وقطع الأشكال ، وأداة الآلة والروبوتات ، يمكن أن توفر حزم البرامج المتنوعة بسرعة واجهة آلية رسومية سهلة التزايد ، مما يوفر مسارًا لمزيد من التنوع. تم تصميم المنصات البديهية ، مثل Compass ، المصنّعين ، المصنّعين ، المصنّعين بالعلامة التجارية وتخصيص الشاشات بسهولة تخصيص الشاشات وتخصيص الشاشات بسهولة تخصيص الشاشات وتخصيصها بسهولة تخصيص الشاشات وتخصيص الشركات المصنعة وتخصيص الشركات المصنعة للعلامة التجارية وتخصيص الشاشات المنصات البديهية ، المصممة مع الإبداع والتحسين في الاعتبار ، تتيح المنصات البديهية ، مثل Compass Yaskawa ، تخصيص الشاشات وتخصيصها بسهولة. من تضمين سمات الماكينة الأساسية إلى تلبية احتياجات العملاء ، هناك حاجة إلى القليل من البرمجة-حيث توفر هذه الأدوات مكتبة واسعة من المكونات الإضافية المسبقة أو تمكين استيراد المكونات الإضافية المخصصة.
يرتفع فوق
على الرغم من أن العمليات المضافة والطرح المفردة تظل شائعة ، فإن التحول الأكبر نحو طريقة الإضافة/الطبع الهجينة سيحدث خلال السنوات القليلة المقبلة. من المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) بنسبة 14.8 في المائة بحلول عام 20271يستعد سوق آلة التصنيع الهجينة المضافة لتلبية الارتفاع في متطلبات العملاء المتطورة. للارتفاع فوق المنافسة ، يجب على الشركات المصنعة أن يزن إيجابيات وسلبيات الطريقة الهجينة لعملياتها. مع القدرة على إنتاج أجزاء حسب الحاجة ، إلى انخفاض كبير في بصمة الكربون ، توفر عملية الإضافة/الطبع الهجينة بعض الفوائد الجذابة. بغض النظر ، لا ينبغي التغاضي عن التقنيات المتقدمة لهذه العمليات ويجب تنفيذها على أرضيات المتجر لتسهيل المزيد من الإنتاجية وجودة المنتج.
وقت النشر: Aug-13-2021
