机器人

机器人如何帮助添加剂制造商添加精度

机器人和其他技术提高了准确性,使机器人提高精度,并为添加剂制造应用做出更大的零件。

由Laura Moretz. 2021年1月7日
礼貌:FANUC / RIA

学习目标

  • 机器人越来越促进添加剂制造,这允许它们更精确地形成较大的部件。
  • 焊丝添加剂制造(WAAM)的最新进展允许创建具有机器人帮助的大型部件。
  • 一些制造商正在提高机器人精度并提高它们在加性制造中的性能。

机器人越来越促进添加剂制造,实现效率,精度和所产生的部件的尺寸。在这一越来越多的领域,长期行业领导者和初创公司通过机器人提高添加剂制造(3D打印)结果。

两家与机器人援助制作单件组件的公司都是Arevo,硅谷初创公司和Fanuc America。这些是众多公司在该领域创新的两个公司,努力创造较大的部件并消除弱者。

相比之下,Peavyik Instrumente(PI),一家德国公司,与美国的美国总部,质量。,在其零件中为亚微米精度进行钻头,这又允许添加剂制造商在添加剂制造过程中更高的精确度。

从一开始就最大限度地提高自动化

AREVO于2013年推出作为启动,已开发出直接的数字技术,以满足各种客户需求的强大,轻巧的零件。Wiener Mondesir,硅谷公司的联合创始人和首席技术官(CTO)描述了其专有软件,XPlorator如何创建轻碳纤维复合材料。

图1:ISVO Aqua复合打印机。点燃任何尺寸的复合部件的制造(从网球拍到自行车框架)。礼貌:Arevo Labs / RIA

图1:ISVO Aqua复合打印机。点燃任何尺寸的复合部件的制造(从网球拍到自行车框架)。礼貌:Arevo Labs / RIA

他的合作伙伴同意“如果我们有可以看出真实世界的装载条件并提出正确的纤维方向,那么”软件真的要解锁我们能够做的很多东西。“

Xplorator将门打开到创始人的第二个目标,这是为了消除手工制造的程序。“不得不以自动化方式为你提供自由的方式,”Mondesir说。

他说,在2014年,专利已到期,制造商运动在装备中。ISVO的下一步是找到使用软件建模的最佳方式。3D打印是构建复合结构的关键。

“如果我们用软件量身定制它,我们可以了解如何定位纤维并构建可以满足任何类型预定的材料属性或部分财产的结构,”Mondesir说。“所以我们基本上建造了一台机器来做到这一点。”最新的迭代是Aqua 2碳光纤打印机。

Mondesir表示,AREVO的发展是其材料的第三重要。3D打印首先用于原型,但现在目标是打印生产组件。

“在生产中,有必要了解该部件如何在现实世界中表现如何,即质量,一致的重复性,准确性,准确,尺寸公差和质量保证,”他说。“所以有一个我们需要解决的过程问题。作为一个初创公司,你知道,这是很多咬人和吞咽。我们雄心勃勃,并决定我们希望通过跨越生产来控制我们的命运。

图2:后处理后光滑表面处理。礼貌:FANUC / RIA

图2:后处理后光滑表面处理。礼貌:FANUC / RIA

在AREVO创建了第一个原型之后,它增加了机器人,以提供多关卡能力和在3D空间中定位的能力。ISVO的使用碳纤维复合材料允许从概念到功能产品的短期转变。其工业级连续纤维3D打印系统可打印多达一个立方米的部分。

关键胜胜

AREVO接受来自客户的客户的订单,并继续为碳纤维复合材料开发新用途,托管每月Hackathons。从这些黑客那里开始,它开发了一个受到良好的连续碳纤维网球拍和家具。在一个单独的倡议中,Arevo今年开发了一种碳纤维自行车,Superstrata,它开始作为一种技术和产品示范,但也有一个令人兴奋的市场。它的框架是一块碳纤维,设计与Arevo的Xplorator,并在其水上平台上印刷。每辆自行车都是定制的,以适应不同的腿部长度和身体尺寸。

ISVO正在加利福尼亚州米尔皮塔斯的农场的五个Aqua机器中扩展其印刷能力,加入了越南新农场的15 Aqua机器。越南的农场计划成长为100台机器。“这可能是唯一一个现在在这个Covid时期开放和加速的国家,它就是这样,我们的首席执行官来自那里。”

图3:操作员监控由协作机器人执行的WAAM流程。礼貌:FANUC / RIA

图3:操作员监控由协作机器人执行的WAAM流程。礼貌:FANUC / RIA

快速重新设计和周转是关键。Mondesir说:“如果你能够以这种速度移动,你有能力在飞行中改变,如果某些事情不起作用,则会进行更改并继续。自动化启用所有这些。“

适用于大零件的添加剂制造金属线

Fanuc America Corp.是位于MICH的罗切斯特山,是美国机器人的1号机器人制造商,拥有各种客户在汽车,航空航天,农业设备和许多其他行业中。它的母公司Fanuc,于1956年成立于日本。

Fanuc America还通过与专门用于建立自动化系统的机器人集成的合作伙伴一起使用伙伴,提供带有机器人的机器人的机器人。

焊丝添加剂制造(WAAM)的最新进展允许创建具有机器人帮助的大型部件。Mark Scherler Fanuc America总经理Mark Scherler表示,焊丝工艺创造了适合汽车和飞机的金属部件。

“当挤出头可以放置在机器人上时,它从具有三轴系统到六轴系统的时,”Scherler表示。“如此明显,我们可以使用多种方式来操纵它的机器人模型,这些机器人提供比标准添加剂系统允许的更大的信封。所以你可以建立更大的零件。“

Scherler表示,他对添加剂过程允许的新可能性感到兴奋,包括设计的灵活性,重量减少,设计更有效的设计。“它为制造业开辟了很多新的想法。”只有一些Fanuc的100人的研发团队专注于添加剂制造,但重点生长。

例如,Scherler说,“多年前,我并没有真正考虑使用焊丝的添加剂。但这种过程肯定是人们使用它的成熟。能够把它放在我们的一个机器人和建筑物上,建立一部分非常令人兴奋。“

图4:Arevo DED(直接能量沉积)头。使高质量的复合部件以刻度为准。礼貌:Arevo Labs / RIA

图4:Arevo DED(直接能量沉积)头。使高质量的复合部件以刻度为准。礼貌:Arevo Labs / RIA

此外,Fanuc拥有合作机器人(Cobot)概念,它允许人类在机器人附近互动或在没有标准的守护中与人类分开的标准保护。Fanuc已经展示了Fabtech等演示的协作机器人,为航空航天工业典型的小金属部件执行WAAM。在生产制造中,这些部件可以是三到四英尺高。

珩磨精度适用于添加剂制造系统

Peavyik Instrumente(PI)是一家德国公司,拥有美国的美国,奥本,奥斯巴恩,群众。,专注于能够创建最高精密部件的运动系统,用于添加制造系统。PI精密自动化技术经理Matthew价格表明,PI有40至50人的团队,为他们的客户提供更精确的零件,这些零件致力于添加剂制造,通常在微米和亚微米秤上测量的功能。

图5:PCB板和电子元件的激光加工定制龙门。礼貌:Physik Instrumente(PI)/ RIA

图5:PCB板和电子元件的激光加工定制龙门。礼貌:Physik Instrumente(PI)/ RIA

价格说:“我们不销售添加剂制造系统。我们向建造他们的人销售。如果你抱着一部分,你看着它,你看到了缺陷,我们可能不会参与这样的部分的制造。“

PI拥有完全特色的软件和硬件补充,有助于添加制造系统。

“我们的主要工作主要集中在制作自动化平台,精密阶段,运动系统和软件,以支持激光工艺,分配器和挤出机。我们有一些专有的流程,帮助我们优化,特别是具有材料分配的应用。但我们的核心正在制作硬件和软件,用于构建高级3D打印机或高级添加剂制造系统。“

PI经常与主要的大学研究中心和商业公司在私人和公共部门的使用,这些公司使用非常小的功能。

“他们开始到达50微米和30微米型特征。然后有专门的激光过程仍然实现更高的特征尺寸。“

价格指向光聚合为最先进的技术。“双光子聚合可以缩小到百纳米。”

图6:NANOWORLD中的添加剂制造。用于纳米结构的Tera-Fab台式机​​打印机。它采用紧凑的3D压电纳米定位阶段(型号P-611 PI纳米轴),以在梁笔阵列下移动基板。礼貌:Tera-Print / RIA

图6:NANOWORLD中的添加剂制造。用于纳米结构的Tera-Fab台式机​​打印机。它采用紧凑的3D压电纳米定位阶段(型号P-611 PI纳米轴),以在梁笔阵列下移动基板。礼貌:Tera-Print / RIA

PI的目标是继续提高使用机器人进行添加剂制造的制造商的表现。“我们不会有他们拥有的材料/流程专业知识。他们永远不会有我们在我们方面的精密自动化专业知识。当你把两者放在一起时,那么我认为这就是你真正得到最好的结果。“

Laura Moretz.是贡献编辑的机器人行业协会(RIA)和机器人在线。RIA是一种致力于通过机器人和相关自动化改善北美制造和服务部门的区域,国家和全球竞争力的非营利性贸易协会。本文最初出现在RIA网站上。RIA是推进自动化协会(A3),CFE媒体内容合作伙伴的一部分。Chris Vavra编辑,助理编辑器,控制工程,CFE媒体和技术,cvavra@cfemedia.com.

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关键词:机器人,添加剂制造

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Laura Moretz.
作者生物:Laura Moretz正在为机器人行业协会(RIA)和在线机器人提供贡献编辑。