सर्वो मोटर और रोबोट एडिटिव अनुप्रयोगों में बदलाव ला रहे हैं। एडिटिव और सबट्रैक्टिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए रोबोटिक ऑटोमेशन और उन्नत मोशन कंट्रोल को लागू करते समय नवीनतम सुझावों और अनुप्रयोगों के बारे में जानें, साथ ही आगे क्या है: हाइब्रिड एडिटिव/सबट्रैक्टिव विधियों के बारे में सोचें।
स्वचालन को आगे बढ़ाना
सारा मेलिश और रोज़मेरी बर्न्स द्वारा
ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों, गति नियंत्रण तकनीक, अत्यंत लचीले रोबोट और अन्य उन्नत तकनीकों के विविध मिश्रण को अपनाना, औद्योगिक परिदृश्य में नई निर्माण प्रक्रियाओं के तेज़ी से विकास के प्रेरक कारक हैं। प्रोटोटाइप, पुर्जों और उत्पादों के निर्माण के तरीके में क्रांतिकारी बदलाव लाते हुए, योगात्मक और घटावात्मक निर्माण, दो प्रमुख उदाहरण हैं जिन्होंने निर्माणकर्ताओं को प्रतिस्पर्धी बने रहने के लिए आवश्यक दक्षता और लागत बचत प्रदान की है।
3D प्रिंटिंग के नाम से जाना जाने वाला एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (AM) एक अपरंपरागत तरीका है जो आमतौर पर डिजिटल डिज़ाइन डेटा का उपयोग करके ठोस त्रि-आयामी वस्तुएँ बनाता है, जिसमें नीचे से ऊपर तक परतों में सामग्री को मिलाकर ठोस त्रि-आयामी वस्तुएँ बनाई जाती हैं। अक्सर बिना किसी अपशिष्ट के नियर-नेट-शेप (NNS) पुर्जे बनाते हुए, बुनियादी और जटिल दोनों तरह के उत्पाद डिज़ाइनों के लिए AM का उपयोग ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, ऊर्जा, चिकित्सा, परिवहन और उपभोक्ता उत्पादों जैसे उद्योगों में व्याप्त है। इसके विपरीत, सबट्रैक्टिव प्रक्रिया में 3D उत्पाद बनाने के लिए उच्च परिशुद्धता वाली कटिंग या मशीनिंग द्वारा सामग्री के एक ब्लॉक से कुछ हिस्सों को हटाना शामिल है।
प्रमुख अंतरों के बावजूद, योगात्मक और व्यवकलन प्रक्रियाएँ हमेशा परस्पर अनन्य नहीं होतीं — क्योंकि इनका उपयोग उत्पाद विकास के विभिन्न चरणों के पूरक के रूप में किया जा सकता है। व्यवकलन प्रक्रिया द्वारा अक्सर एक प्रारंभिक अवधारणा मॉडल या प्रोटोटाइप तैयार किया जाता है। एक बार उत्पाद तैयार हो जाने के बाद, बड़े बैचों की आवश्यकता हो सकती है, जिससे व्यवकलन निर्माण का द्वार खुल जाता है। हाल ही में, जहाँ समय की महत्ता है, क्षतिग्रस्त/घिसे हुए पुर्जों की मरम्मत या कम समय में गुणवत्तापूर्ण पुर्जे बनाने जैसे कार्यों के लिए मिश्रित व्यवकलन/व्यवकलन विधियों का उपयोग किया जा रहा है।
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ग्राहकों की सख्त माँगों को पूरा करने के लिए, निर्माता अपने पुर्जों के निर्माण में स्टेनलेस स्टील, निकल, कोबाल्ट, क्रोम, टाइटेनियम, एल्युमीनियम और अन्य असमान धातुओं जैसी विभिन्न प्रकार की तार सामग्रियों का उपयोग कर रहे हैं, जिसकी शुरुआत एक नरम लेकिन मज़बूत सब्सट्रेट से होती है और अंत में एक कठोर, घिसाव-रोधी घटक का उपयोग किया जाता है। इससे एडिटिव और सबट्रैक्टिव, दोनों ही प्रकार के निर्माण वातावरणों में, विशेष रूप से वायर आर्क एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (WAAM), WAAM-सबट्रैक्टिव, लेज़र क्लैडिंग-सबट्रैक्टिव या डेकोरेशन जैसी प्रक्रियाओं में, बेहतर उत्पादकता और गुणवत्ता के लिए उच्च-प्रदर्शन समाधानों की आवश्यकता उजागर हुई है। मुख्य विशेषताएँ इस प्रकार हैं:
- उन्नत सर्वो प्रौद्योगिकी:बाज़ार में समय-सीमा के लक्ष्यों और ग्राहक डिज़ाइन विनिर्देशों को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए, जहाँ आयामी सटीकता और फिनिश गुणवत्ता का सवाल है, अंतिम उपयोगकर्ता इष्टतम गति नियंत्रण के लिए सर्वो सिस्टम (स्टेपर मोटर्स के बजाय) वाले उन्नत 3D प्रिंटर की ओर रुख कर रहे हैं। यास्कावा के सिग्मा-7 जैसे सर्वो मोटर्स के लाभ, एडिटिव प्रक्रिया को पूरी तरह से बदल देते हैं, जिससे प्रिंटर-बूस्टिंग क्षमताओं के माध्यम से फैब्रिकेटर्स को सामान्य समस्याओं से निपटने में मदद मिलती है:
- कंपन दमन: मजबूत सर्वो मोटरों में कंपन दमन फिल्टर के साथ-साथ प्रतिध्वनिरोधी और नोच फिल्टर भी होते हैं, जो अत्यंत सुचारू गति प्रदान करते हैं, जो स्टेपर मोटर टॉर्क रिपल के कारण उत्पन्न होने वाली अप्रिय चरणबद्ध रेखाओं को समाप्त कर सकते हैं।
- गति में वृद्धि: 350 मिमी/सेकंड की प्रिंट गति अब एक वास्तविकता है, जो स्टेपर मोटर का उपयोग करने वाले 3D प्रिंटर की औसत प्रिंट गति से दोगुनी से भी अधिक है। इसी प्रकार, रोटरी का उपयोग करके 1,500 मिमी/सेकंड तक या रैखिक सर्वो तकनीक का उपयोग करके 5 मीटर/सेकंड तक की यात्रा गति प्राप्त की जा सकती है। उच्च-प्रदर्शन सर्वो द्वारा प्रदान की जाने वाली अत्यंत तीव्र त्वरण क्षमता 3D प्रिंट हेड्स को उनकी उचित स्थिति में अधिक तेज़ी से स्थानांतरित करने में सक्षम बनाती है। यह वांछित फिनिश गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए पूरे सिस्टम को धीमा करने की आवश्यकता को काफी हद तक कम करता है। इसके अतिरिक्त, गति नियंत्रण में इस उन्नयन का अर्थ यह भी है कि अंतिम उपयोगकर्ता गुणवत्ता से समझौता किए बिना प्रति घंटे अधिक पुर्जे तैयार कर सकते हैं।
- स्वचालित ट्यूनिंग: सर्वो प्रणालियाँ स्वतंत्र रूप से अपनी कस्टम ट्यूनिंग कर सकती हैं, जिससे प्रिंटर की यांत्रिकी में परिवर्तन या मुद्रण प्रक्रिया में भिन्नताओं के अनुकूल होना संभव हो जाता है। 3D स्टेपर मोटर्स स्थिति फीडबैक का उपयोग नहीं करते हैं, जिससे प्रक्रियाओं में परिवर्तन या यांत्रिकी में विसंगतियों के लिए क्षतिपूर्ति करना लगभग असंभव हो जाता है।
- एनकोडर फीडबैक: मजबूत सर्वो सिस्टम, जो पूर्ण एनकोडर फीडबैक प्रदान करते हैं, उन्हें केवल एक बार होमिंग रूटीन निष्पादित करने की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक अपटाइम और लागत बचत होती है। स्टेपर मोटर प्रौद्योगिकी का उपयोग करने वाले 3D प्रिंटरों में यह सुविधा नहीं होती है और उन्हें हर बार पावर चालू करने पर होमिंग की आवश्यकता होती है।
- फीडबैक सेंसिंग: 3D प्रिंटर का एक्सट्रूडर अक्सर प्रिंटिंग प्रक्रिया में बाधा बन सकता है, और स्टेपर मोटर में एक्सट्रूडर जाम का पता लगाने की फीडबैक सेंसिंग क्षमता नहीं होती है - यह कमी पूरे प्रिंट कार्य को बर्बाद कर सकती है। इसे ध्यान में रखते हुए, सर्वो सिस्टम एक्सट्रूडर बैकअप का पता लगा सकते हैं और फिलामेंट स्ट्रिपिंग को रोक सकते हैं। बेहतर प्रिंटिंग प्रदर्शन की कुंजी एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल एनकोडर के आसपास केंद्रित एक क्लोज्ड-लूप सिस्टम का होना है। 24-बिट एब्सोल्यूट हाई-रिज़ॉल्यूशन एनकोडर वाली सर्वो मोटरें बेहतर अक्ष और एक्सट्रूडर सटीकता के साथ-साथ सिंक्रोनाइज़ेशन और जाम सुरक्षा के लिए 16,777,216 बिट्स का क्लोज्ड-लूप फीडबैक रिज़ॉल्यूशन प्रदान कर सकती हैं।
- उच्च प्रदर्शन रोबोट:जिस तरह मज़बूत सर्वो मोटर एडिटिव अनुप्रयोगों में बदलाव ला रहे हैं, उसी तरह रोबोट भी। उनका उत्कृष्ट पथ प्रदर्शन, कठोर यांत्रिक संरचना और उच्च धूल संरक्षण (आईपी) रेटिंग - उन्नत कंपन-रोधी नियंत्रण और बहु-अक्ष क्षमता के साथ - अत्यधिक लचीले छह-अक्ष रोबोट को 3D प्रिंटर के उपयोग से जुड़ी जटिल प्रक्रियाओं के साथ-साथ सबट्रैक्टिव मैन्युफैक्चरिंग और हाइब्रिड एडिटिव/सबट्रैक्टिव विधियों के लिए महत्वपूर्ण कार्यों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाते हैं।
3D प्रिंटिंग मशीनों के साथ आने वाला रोबोटिक स्वचालन, बहु-मशीन प्रतिष्ठानों में मुद्रित पुर्जों के संचालन को व्यापक रूप से शामिल करता है। प्रिंट मशीन से अलग-अलग पुर्जों को उतारने से लेकर, बहु-भागीय प्रिंट चक्र के बाद पुर्जों को अलग करने तक, अत्यधिक लचीले और कुशल रोबोट बेहतर उत्पादकता और उत्पादकता वृद्धि के लिए संचालन को अनुकूलित करते हैं।
पारंपरिक 3D प्रिंटिंग में, रोबोट पाउडर प्रबंधन, ज़रूरत पड़ने पर प्रिंटर पाउडर को फिर से भरने और तैयार पुर्जों से पाउडर हटाने में मददगार होते हैं। इसी तरह, धातु निर्माण में इस्तेमाल होने वाले अन्य पुर्जों की फिनिशिंग के काम, जैसे पीसना, पॉलिश करना, डीबरिंग या कटिंग, आसानी से किए जा सकते हैं। गुणवत्ता निरीक्षण के साथ-साथ पैकेजिंग और लॉजिस्टिक्स की ज़रूरतें भी रोबोटिक तकनीक से पूरी की जा रही हैं, जिससे निर्माता कस्टम फैब्रिकेशन जैसे उच्च मूल्यवर्धित कार्यों पर अपना समय केंद्रित कर सकते हैं।
बड़े वर्कपीस के लिए, लंबी पहुँच वाले औद्योगिक रोबोटों को 3D प्रिंटर एक्सट्रूज़न हेड को सीधे चलाने के लिए उपकरण दिए जा रहे हैं। ये उपकरण, घूर्णन आधार, पोजिशनर, रैखिक ट्रैक, गैन्ट्री आदि जैसे परिधीय उपकरणों के साथ मिलकर, स्थानिक मुक्त-रूप संरचनाएँ बनाने के लिए आवश्यक कार्यक्षेत्र प्रदान कर रहे हैं। पारंपरिक तीव्र प्रोटोटाइपिंग के अलावा, रोबोटों का उपयोग बड़े आकार के मुक्त-रूप पुर्जों, मोल्ड रूपों, 3D आकार के ट्रस निर्माणों और बड़े-प्रारूप वाले हाइब्रिड पुर्जों के निर्माण के लिए भी किया जा रहा है। - बहु-अक्ष मशीन नियंत्रक:एक ही वातावरण में 62 गति अक्षों को जोड़ने की नवोन्मेषी तकनीक अब औद्योगिक रोबोटों, सर्वो प्रणालियों और योगात्मक, व्यवकलनात्मक और संकर प्रक्रियाओं में प्रयुक्त होने वाले परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइवों की एक विस्तृत श्रृंखला के बहु-तुल्यकालन को संभव बना रही है। उपकरणों का एक पूरा परिवार अब एक PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) या IEC मशीन कंट्रोलर, जैसे MP3300iec, के पूर्ण नियंत्रण और निगरानी में एक साथ निर्बाध रूप से काम कर सकता है। अक्सर मोशनवर्क्स IEC जैसे गतिशील 61131 IEC सॉफ़्टवेयर पैकेज के साथ प्रोग्राम किए जाने वाले, इस तरह के पेशेवर प्लेटफ़ॉर्म परिचित उपकरणों (जैसे, रेप्रैप जी-कोड, फंक्शन ब्लॉक डायग्राम, स्ट्रक्चर्ड टेक्स्ट, लैडर डायग्राम, आदि) का उपयोग करते हैं। आसान एकीकरण और मशीन अपटाइम को अनुकूलित करने के लिए, बेड लेवलिंग क्षतिपूर्ति, एक्सट्रूडर प्रेशर एडवांस कंट्रोल, मल्टीपल स्पिंडल और एक्सट्रूडर कंट्रोल जैसे पहले से तैयार उपकरण शामिल हैं।
- उन्नत विनिर्माण उपयोगकर्ता इंटरफेस:3D प्रिंटिंग, शेप कटिंग, मशीन टूल्स और रोबोटिक्स के अनुप्रयोगों के लिए बेहद फायदेमंद, विविध सॉफ़्टवेयर पैकेज एक आसानी से अनुकूलित ग्राफ़िकल मशीन इंटरफ़ेस प्रदान कर सकते हैं, जिससे अधिक बहुमुखी प्रतिभा का मार्ग प्रशस्त होता है। रचनात्मकता और अनुकूलन को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किए गए, यास्कावा कंपास जैसे सहज ज्ञान युक्त प्लेटफ़ॉर्म, निर्माताओं को ब्रांडिंग और स्क्रीन को आसानी से अनुकूलित करने की अनुमति देते हैं। मुख्य मशीन विशेषताओं को शामिल करने से लेकर ग्राहकों की ज़रूरतों को पूरा करने तक, बहुत कम प्रोग्रामिंग की आवश्यकता होती है - क्योंकि ये उपकरण पूर्व-निर्मित C# प्लग-इन की एक विस्तृत लाइब्रेरी प्रदान करते हैं या कस्टम प्लग-इन के आयात को सक्षम करते हैं।
के ऊपर उठना
यद्यपि एकल योगात्मक और व्यवकलन प्रक्रियाएँ लोकप्रिय बनी हुई हैं, अगले कुछ वर्षों में संकर योगात्मक/व्यवकलन पद्धति की ओर एक बड़ा बदलाव देखने को मिलेगा। 2027 तक 14.8 प्रतिशत की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) से बढ़ने की उम्मीद है।1हाइब्रिड एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग मशीन बाज़ार ग्राहकों की बदलती माँगों को पूरा करने के लिए तैयार है। प्रतिस्पर्धा में आगे बढ़ने के लिए, निर्माताओं को अपने कार्यों के लिए हाइब्रिड विधि के फायदे और नुकसान का आकलन करना चाहिए। आवश्यकतानुसार पुर्जे बनाने की क्षमता और कार्बन फुटप्रिंट में भारी कमी के साथ, हाइब्रिड एडिटिव/सबट्रैक्टिव प्रक्रिया कुछ आकर्षक लाभ प्रदान करती है। फिर भी, इन प्रक्रियाओं के लिए उन्नत तकनीकों को नज़रअंदाज़ नहीं किया जाना चाहिए और बेहतर उत्पादकता और उत्पाद गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए इन्हें कार्यस्थल पर लागू किया जाना चाहिए।
पोस्ट करने का समय: 13 अगस्त 2021
