المصدر: Pixabay
روبوتات اللحام تعد الروبوتات الصناعية من بين أهم الروبوتات الصناعية في مجال التصنيع. فهي تتعامل مع اللحام، وهو الشيء الوحيد الذي يربط الآلات ببعضها البعض، بما في ذلك السيارات. تعتمد الروبوتات في تصنيع السيارات بشكل كبير على اللحام الآلي، مما يحل محل العمالة البشرية في جميع مصانع تصنيع السيارات تقريبًا في جميع أنحاء العالم. من بين جميع تطبيقات الروبوتات الصناعية في التصنيع، يعد اللحام الآلي هو الأحدث، حيث تم تقديمه منذ أقل من 20 عامًا.
أنواع عمليات اللحام الآلي
هناك حوالي ست عمليات لحام آلية تستخدم على نطاق واسع في الصناعات التحويليةتؤدي كل عملية وظيفة فريدة ولها روبوت خاص مصمم لتنفيذ تلك الوظيفة.
لحام البقعة المقاومة
لحام البقعة المقاومة هي عملية يتم فيها تطبيق الحرارة الناتجة عن المقاومة الكهربائية بقوة لحام المواد المعدنية معًا. يؤدي تركيز الضغط والكهرباء عند نقطة واحدة إلى ذوبان المعدن وتجمعه أثناء وجوده في حالته المنصهرة. يتم بعد ذلك ترك المعدن ليبرد ويصبح متصلاً بشكل دائم في تلك البقعة، ومن هنا جاء اسم Spot Welding.
إن مزايا استخدام روبوت اللحام النقطي عديدة؛ أحدها أنه لا يترك أي علامات تدل على حدوث اللحام. ومن المزايا الأخرى أنه أقوى بكثير مقارنة بأنواع اللحام الأخرى؛ فبمجرد أن يذوب جزآن في بعضهما البعض، تبقى نقاط ضعف. وتعتمد صناعة السيارات بشكل كبير على روبوتات اللحام النقطي، حيث تحتوي السيارة المتوسطة على أكثر من 5000 لحام نقطي.
اللحام بالليزر
هذا هو شكل متقدم آخر من أشكال ربط المعادن التي تركز الحرارة على نقطة واحدة باستخدام أشعة الليزر. التكنولوجيا موجودة منذ أكثر من 30 عامًا. اللحام بالليزر يعمل عن طريق وضع صفحتين معدنيتين في اتصال مع بعضهما البعض. ويتبع ذلك تركيز شعاع الليزر على حواف الصفائح المعدنية. الحرارة الشديدة تجعلها تذوب في نفس الوقت، وتختلط معًا لتكمل المفصل. بمجرد أن يبردوا، يصبحون واحدًا.
تتضمن بعض مزايا اللحام بالليزر الدقة العالية حيث يمكن التحكم في شعاع الليزر بسهولة. كما أن سرعة اللحام عالية جدًا؛ تتسبب الحرارة الشديدة في ذوبان أي نوع من المعادن في بعضها البعض، وتشكيل مفصل على الفور. كما أن الاتساق مرتفع أيضًا، مما يجعلها الطريقة المثالية إذا كنت تتطلع إلى تحقيق التجانس.
لحام الغاز المعادن قوس
هذا نوع من أ اللحام الآلي عملية يكون فيها مصدر الحرارة عبارة عن قوس يتكون بين قطب معدني مستهلك وقطعة العمل المزودة بدرع غازي مزود من الخارج والذي عادة ما يكون غازًا خاملًا. يؤدي هذا إلى تكوين تجمع لحام بين المادتين، اللتين تنضمان الآن بعد أن تبرد.
هناك نوعان من روبوتات اللحام بالقوس المعدني بالغاز. النوع الأول يسمى اللحام بالغاز الخامل المعدني (روبوت اللحام MIG) والذي يستخدم غازًا خاملًا مثل الأرجون أو الهيليوم؛ ثم هناك اللحام بالغاز النشط المعدني (MAG) والذي يستخدم غازًا نشطًا يكون عادةً مزيجًا من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والأرجون.
والميزة الرئيسية ل لحام الغاز المعادن قوس هو عدم وجود بقع من المواد المنصهرة، كما هو الحال عادة مع تقنيات اللحام الأخرى؛ يحمي غاز التدريع حوض اللحام حتى يبرد.
التنغستن الغاز لحام القوس
هذا هو نوع من اللحام الذي يمرر الكهرباء بين القطب والمادة المراد لحامها. يتم حماية اللحام من الغلاف الجوي بواسطة غاز واقي يغلف منطقة اللحام. القطب المستخدم في هذه العملية مصنوع من التنغستن. سبب اختيار هذا المعدن هو حقيقة أنه يتمتع بأعلى درجات حرارة انصهار لأي معدن وهي 6,170 درجة فهرنهايت.
سبائك التنغستن الثلاثة الرئيسية المستخدمة في عملية اللحام هذه هي التنغستن الزركوني، والذي يستخدم للمعادن غير الحديدية ويستخدم تيارات تيار متردد أعلى. هناك التنغستن المثور الذي يستخدم في الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ، وأخيرًا التنغستن النقي الذي يستخدم في الألمنيوم والمغنيسيوم.
اللحام بالقوس الرقيق
هذه عملية لحام آلية تُستخدم على المواد الرقيقة التي تتطلب لحامًا دقيقًا. أي شخص مُلِمٌّ باللحام سيُدرك أن لحام الصفائح المعدنية الرقيقة يُمثل تحديًا كبيرًا. استخدام قوة زائدة أو نوع لحام شديد القسوة قد يُغير طبيعة المواد المُستخدمة. يعمل لحام القوس الرقيق على تقليل الاحتراق الذي قد يُؤدي إلى انهيار اللحام المُنصهر، مما يُشوّه المواد. يُستخدم في هذه العملية نوعان من الغازات الخاملة لتقليل تناثر اللحام: غاز التنغستن الخامل (TIG) وغاز المعدن الخامل (MIG).
لحام البلازما
لحام البلازما هي عملية لحام بالقوس تعمل بطريقة مشابهة للحام القوسي ذي المقياس الرفيع؛ والفرق الوحيد هنا هو أنه يمكن فصل قوس البلازما عن غلاف الغاز الواقي. يتم بعد ذلك ضغط البلازما من خلال فوهة نحاسية دقيقة، مما يؤدي بعد ذلك إلى تضييق القوس. ويمكن إجراء العملية من خلال ثلاث طرق رئيسية؛ لحام البلازما الدقيقة الذي يستخدم للصفائح الرقيقة التي يصل سمكها إلى 0.1 ملم.
والثاني يسمى لحام التيار المتوسط الذي يستخدم ما بين 15-200 أمبير من التيار. لديها اختراق أعمق. الطريقة الأخيرة تسمى Keyhole Welding، والتي تستخدم على الصفائح المعدنية التي يصل سمكها إلى 10 مم.
إيجابيات وسلبيات استخدام الروبوتات في اللحام
ليس هناك من ينكر حقيقة أن الروبوتات أصبحت أكثر انخراطا في عملية التصنيع مع تقدم الوقت. وفي بعض البلدان، حلت هذه الوظائف محل العمل البشري بالكامل. هناك مزايا وعيوب استخدام الروبوتات في اللحام، وتشمل ما يلي.
الايجابيات
زيادة الكفاءة والإنتاجية: تتميز روبوتات اللحام بالدقة في عملها لأنها مبرمجة بهذه الطريقة؛ ولا يوجد مجال كبير للخطأ. كما أن قدرتها على القيام بمهام متكررة مرارًا وتكرارًا دون تعب تزيد من الإنتاجية.
أوقات دورة أقصر: مع تزايد كفاءة التصنيع، تصبح أوقات الدورة أقصر، مما يعني بدوره أنه يمكن إنتاج المزيد خلال هذا الإطار الزمني مقارنة بما كان يتم إنتاجه عند الاعتماد على العمالة البشرية.
تحسين استخدام الأرضية: أدى أتمتة مكان العمل إلى تقليل البصمة البشرية، وبالتالي خلق مساحة أكبر للأرضية لأشياء أخرى. يستطيع روبوت اللحام القيام بعمل كان من قبل يتولاه مجموعة من الأشخاص. مع وجود مساحة أكبر يعني وجود مساحة أكبر للحركة بالإضافة إلى إضافة آلات لحام آلية جديدة.
زيادة السلامة: لا يستطيع البشر الحفاظ على التركيز لفترة طويلة؛ فكلما زاد عملهم، زاد فقدان التركيز؛ وهذا ما يؤدي إلى وقوع الحوادث في الأماكن التي تستخدم الآلات الثقيلة. من ناحية أخرى، يمكن لروبوتات اللحام أن تعمل لأيام دون أن تخطئ قدم واحدة. لم تعد الحوادث شائعة في مصانع التصنيع بسبب هذا.
تقليل الهدر: إن المستوى العالي من الدقة الذي تتمتع به الروبوتات فعّال للغاية بحيث لا يتبقى سوى القليل جدًا من المواد التي يمكن التخلص منها. إن النشاط الجنسي البشري هو المساهم الأكبر في الهدر في معظم مصانع التصنيع. ومع ذلك، مع الروبوتات، يتم استخدام معظم المواد الخام إلى أقصى حد.
السلبيات
التكلفة الأولية للأتمتة مرتفعة للغاية: بالنظر إلى كمية برمجة الروبوتات الصناعية التي تدخل في صنع الروبوتات إلى جانب الأدوات المعقدة اللازمة لعملها بشكل صحيح، فإن تكلفة أتمتة مصنعك مرتفعة للغاية في المرحلة الأولية.
التدريب ضروري: على الرغم من أن الروبوتات قد حلت محل البشر في الوظائف، إلا أن معظمها لا تزال بحاجة إلى تشغيلها وإشراف البشر. إن تدريب البشر على تشغيل هذه الروبوتات قد يكون أمرًا مكلفًا للغاية ويستغرق وقتًا طويلاً نظرًا لمدى تطور الروبوتات الصناعية. وينطبق الأمر نفسه أيضًا على الإصلاحات والصيانة، حيث لا يستطيع سوى الخبراء المتخصصين التعامل مع هذا النوع من العمل وهم محدودون في السوق.
إن اتخاذ القرار محدود: فبالرغم من مدى تعقيد الروبوتات، فإنها تفتقر إلى القدرة على اتخاذ القرارات، فهي تعمل ببساطة بناءً على مجموعة من التعليمات التي يزودها بها المبرمجون. وهناك عدد لا يحصى من القرارات التي تحتاج إلى ذلك العامل البشري في مكان العمل، وهو الشيء الذي تفتقر إليه الروبوتات الحالية. ومع تسارع وتيرة تطوير الذكاء الاصطناعي، هناك أمل في أن تتمتع الروبوتات في المستقبل بالقدرة على التفكير في الأمور أولاً.
مرونة محدودة: على عكس البشر الذين يمكن تدريبهم على التعامل مع دورين مختلفين على التوالي، فإن معظم روبوتات اللحام متخصصة للغاية بحيث لا يمكنها القيام بذلك. يتم برمجتها لتلبية التخصص الوحيد الذي تكرس نفسها له دون أي انحراف. الطريقة الوحيدة التي يمكن بها لروبوت اللحام تبديل الأدوار هي عندما يتم إعادة برمجته عمدًا للقيام بذلك.
إن فترة التنفيذ طويلة: فالتحول إلى الروبوتات لا يتم بحركة يد. فأنت تحتاج أولاً إلى إعادة هيكلة مصنعك لاستيعابها، ثم هناك مسألة توصيلها إلى المبنى نظرًا لثقلها. وسوف تحتاج أيضًا إلى مساعدة الخبراء لإعدادها، وكل هذا يتبعه فترة تجريبية للتأكد من أنها تعمل كما هو متوقع قبل استئناف الإنتاج. وسوف يستغرق الأمر 20 أسبوعًا على الأقل قبل أن تبدأ التشغيل الكامل.
أنظمة اللحام الروبوتية والبرمجة
تتطلب روبوتات اللحام برنامج معين لكي يتمكنوا من أداء أدوارهم. يتم إنشاء هذا البرنامج بواسطة شركات مستقلة ثم بيعه لمصنعي الروبوتات. فيما يلي بعض برامج أنظمة اللحام الروبوتية الأكثر شهرة.
الكلام اللفظي
المصدر: verbotics.com
الكلام اللفظي Weld هو برنامج لحام بسيط ولكنه قوي ويمكن تشغيله من أي سطح مكتب. إنه إعداد غير متصل بالإنترنت يجعل اللحام الآلي أمرًا سهلاً. يحتوي على واجهة مستخدم تمنحك معاينة لكيفية التحكم في روبوت اللحام بواسطة البرنامج. Verbotics ليست مجانية ولكنها تحتوي على نسخة تجريبية تسمح لك باختبار البرنامج قبل اتخاذ القرار النهائي.
المكام ولد
المصدر: almacam.com
أمالاكام ويلد هو برنامج روبوت لحام غير متصل بالإنترنت يسمح للمصنعين بتحسين روبوتات اللحام الخاصة بهم لزيادة كفاءتهم. لقد تم استخدام Almacam Weld منذ أكثر من 20 عامًا وقد تحسن على مر السنين ليصبح واحدًا من أكثر برامج اللحام المرغوبة. تتمثل إحدى مزايا البرنامج في أنه سهل التثبيت ولا يتطلب الكثير من التدريب للمشغل حتى يتقنه.
تين
المصدر: new.abb.com
تين هو برنامج لحام آخر غير متصل بالإنترنت وسهل الاستخدام والتنفيذ في أي مكان عمل. إنه يزيد الإنتاجية بالإضافة إلى تقليل المخاطر مع زيادة الاستثمارات في جميع أنظمة الروبوت الخاصة بك. تتوافق ABB مع العديد من روبوتات اللحام ويمكن تشغيلها بواسطة أي شخص يمكن تدريبه على فهم كيفية عملها.
المناطق التي يتم فيها تطبيق اللحام الآلي
يستخدم اللحام الآلي في الغالب في مصانع التصنيع التي تتعامل مع الآلات الثقيلة. بعض هذه الصناعات تشمل ما يلي.
صناعة السيارات
المصدر: Pixabay
السيارة المتوسطة يحتوي على أكثر من 5000 جزء ملحوم، وهذا دليل كافٍ على مدى أهميته أنظمة اللحام الآلي حيوية. كان يتم التعامل مع هذا العمل من قبل البشر ولكن ذلك أدى إلى اللحام غير المتساوي الذي جعل السيارات أقل كفاءة على الطريق. لا يمكن لمصنعي السيارات الحديثة الاستغناء عن روبوتات اللحام. ومن المتوقع أن تتحسن التكنولوجيا الكامنة وراء اللحام الآلي في المستقبل.
صناعة الإلكترونيات
المصدر: Pixabay
اللوحات الأم للكمبيوتر مصنوعة من مكونات صغيرة جدًا لا يمكن لحامها باليد. إن اللحام الآلي الذي يشارك في صنع مثل هذه العناصر متقدم للغاية مع القدرة على لحام حتى أصغر الأشياء التي قد تجد العين المجردة صعوبة في تمييزها. إن استخدام اللحام الآلي هو الطريقة الوحيدة التي يمكنها إنتاج الإلكترونيات بالسرعة المطلوبة.
صناعة النفط
المصدر: Pixabay
وتعتمد الأنابيب الضخمة التي تستخدم لنقل النفط الخام عبر مسافات كبيرة على اللحام الآلي لربطها حيث يجب تصنيعها على شكل مقاطع. هناك سبب آخر لمشاركة الروبوتات في لحام الأنابيب وهو وجود فتحة تتعلق بالسلامة. يجب أن تكون الأنابيب مانعة للتسرب لتجنب الانفجارات أو التسربات التي قد تسبب ضررا للناس والبيئة.
صناعة الطيران
المصدر: Pixabay
أكثر من السيارات، تتطلب الطائرات أكبر قدر من الاهتمام عند تصنيع أجزائها مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أنها يجب أن تبقى في الجو. للحد من الأخطاء، كل لحام أجزاء الطائرة تتم بواسطة روبوتات لحام متقدمة للغاية ومبرمجة لتغطية جميع الأجزاء. وهي مجهزة بتقنية الرؤية التي يمكنها استخدامها لاكتشاف أي خلل.
دليل شراء روبوت اللحام
المصدر: بينتيريست
اصعب جزء من أتمتة أعمال التصنيع الخاصة بك هو تحديد الروبوت المناسب الذي ستختاره. هناك عدد لا يحصى من الشركات المصنعة للروبوتات في العالم، ولكل منها منتجات فريدة تعد بأفضل النتائج. يتطلب تحديد ما يجب القيام به الكثير من البحث نظرًا لأن الروبوتات تكلف الكثير. إنه نوع الاستثمار الذي تقوم به مرة واحدة في العمر، وبالتالي يجب القيام به بشكل صحيح. فيما يلي دليل حول شراء روبوتات اللحام لمصنع التصنيع الخاص بك.
تعقيد
A روبوت لحام جيد ينبغي أن يكون من السهل أن نفهم. قد يؤدي الحصول على روبوت لحام معقد للغاية إلى إيقاف إنتاجك بمجرد مواجهة المشكلات حيث يتطلب الأمر إحضار خبير من الشركة المصنعة لبدء العمل مرة أخرى. عند اختيار روبوت اللحام، تأكد أولاً من أنه بسيط بما يكفي ليتعامل معه الفني الموجود في منزلك لتوفير تكاليف الإصلاحات في المستقبل.
الأكسسوارات
المصدر: بينتيريست
تحتاج بعض روبوتات اللحام إلى إضافات حتى تعمل، وهذه تكلفة إضافية يجب تجنبها إذا استطعت. اختر روبوت اللحام الذي يأتي في حزمة كاملة، مع القدرة على التعامل مع عدد لا يحصى من الوظائف دون الحاجة إلى إنفاق المزيد على شراء أجزاء أخرى. إذا كان عليك شراء واحدة تحتاج إلى ملحقات، فتأكد من سهولة العثور على الأجزاء المعنية محليًا.
توفر المساحة
المصدر: Pixabay
يعتمد عدد وحجم روبوتات اللحام التي تنوي الحصول عليها على المساحة المتوفرة في مصنعك. متى استبدال العمل البشري مع الروبوتات، سوف تضطر إلى تنظيف الأرضية مقدما. كلما زادت المساحة، زاد عدد روبوتات اللحام التي يمكن تركيبها والعكس صحيح. إذا كنت تدير مصنعًا صغيرًا وتنوي تشغيله آليًا، فستحتاج إلى مساحة أرضية أكبر.
طبيعة العمل
المصدر: بينتيريست
لا تتطلب بعض عمليات التصنيع عمليات لحام متقدمة، ولكن إذا كنت تعمل في نوع التصنيع الذي يتضمن أجزاء معدنية ثقيلة، فسيكون اللحام الآلي هو الطريق الأكثر منطقية الذي يجب اتباعه. يتضمن تصنيع السيارات استخدام أجزاء السيارة الثقيلة التي لا يمكن للعمال البشريين التعامل معها بشكل جيد، وتعد روبوتات اللحام هي الخيار الوحيد المتبقي في هذه الصناعة.
حدد السعر
المصدر: Pixabay
الأرخص روبوت صناعي ثقيل يبلغ سعر الروبوتات المستخدمة حوالي 50,000 ألف دولار، ويمكنك الحصول على روبوت مستعمل بسعر أقل قليلاً، ولكن المحصلة النهائية هي أن الروبوتات باهظة الثمن. وبقدر ما تبرر الغاية الوسيلة على المدى الطويل، فإن التكلفة الأولية لروبوت اللحام لأتمتة مصنع التصنيع ستجعلك مدينًا إذا لم تكن حذرًا. بالإضافة إلى تكلفة شرائها، ستحتاج أيضًا إلى المال لتدريب الأشخاص وإعدادهم في المصنع والإصلاحات المستقبلية. سوف يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تتمكن من إعادة كل الاستثمار الأولي.
المرونة
معظم الروبوتات المشاركة في التصنيع موجهة نحو المهام، أي أنها مصممة للتعامل مع دور محدد. وبقدر ما يجعلها فعالة، فإنه يحد من نطاقها، وعندما تفكر في تكلفتها، فسيكون من المفيد حقًا أن تحصل على ذراع روبوت المصنع التي يمكنها التعامل مع أكثر من دور. سيكون روبوت اللحام الذي يمكنه أيضًا التعامل مع الانتقاء والوضع استثمارًا أفضل مقارنةً بالروبوت الذي يمكنه التعامل مع اللحام فقط.
التوفر
سيكلفك استيراد نوع معين من روبوتات اللحام أكثر إذا لم تتمكن من العثور عليه محليًا. إذا كنت تعيش بالقرب من أحد مصنعي الروبوتات الرئيسيين، فقد يحالفك الحظ حتى في تقديم طلبات خاصة لروبوتات مخصصة. إن استخدام الروبوتات الصناعية ليس منتشرًا على نطاق واسع في جميع المناطق، وهذا يجعل مصنعي الأتمتة الصناعية يتركزون في مناطق محددة قد تكون بعيدة جدًا عن مكان مصنعك. ضع في اعتبارك تكلفة استيراد روبوتات اللحام قبل اتخاذ القرار.
الدعم
المصدر: بينتيريست
يعد دعم ما بعد البيع أمرًا حيويًا عندما يتعلق الأمر بالتعامل مع الروبوتات. إنها آلات مثل أي آلة أخرى، إلا أنها متقدمة للغاية. بغض النظر، فإنها في النهاية سوف تتعطل أو تتعطل بعد الاستخدام لفترة طويلة. عندما يحدث هذا، سوف تحتاج إلى المساعدة معهم دون الحاجة إلى صرف مبالغ طائلة من المال. إذهب الى مصنعي الروبوتات الصناعية القادرة على تقديم الضمانات بالإضافة إلى الأمل الفني المخصص لفترة زمنية محددة.
توافر قطع الغيار
المصدر: بينتيريست
من المرجح أن تتعطل أجزاء اللحام المفرطة الاستخدام مثل المؤثرات النهائية أثناء قيامها بمعظم العمل. أي جزء متحرك يكون عرضة للاحتكاك من نوع ما، وعلى الرغم من أن الأمر يستغرق وقتًا، إلا أنه سيحتاج إلى استبدال على طول الطريق. اختر روبوت اللحام الذي تتوفر قطع غياره بسهولة في أي لحظة. قد يؤدي نقص قطع الغيار إلى توقف الإنتاج، وهذا أحد الانقطاعات التي لا تريد التعامل معها.
ترقيات البرمجيات
المصدر: بينتيريست
يعد توفر ترقيات البرامج أيضًا عاملاً كبيرًا آخر من شأنه أن يساعدك على تضييق نطاق نوع روبوت اللحام الذي تريده لمصنعك. تجعل الترقيات الروبوتات أكثر كفاءة، وقد يؤدي التمسك بالروبوت الذي يستخدم برنامجًا متأخرًا إلى التأثير على جودة الإنتاج. اختر الروبوتات التي تتمتع بدعم برمجي ثابت طوال الوقت مع إجراء ترقيات مرة واحدة على الأقل سنويًا.
خاتمة
تعد روبوتات اللحام من أهم الروبوتات الصناعية في مجال التصنيع. نظرًا للحرارة العالية التي تنطوي عليها العملية، يتم تنفيذ الدور بشكل أفضل بواسطة روبوتات اللحام لأنها قادرة على التعامل مع الحرارة وتحملها أكثر من البشر. إذا كنت تخطط للشراء روبوت لحام لمصنع التصنيع، قم بزيارة أقرب مصنع لروبوت اللحام واحصل على أفضل آلة لحام آلية لمؤسستك.
اقرأ أيضا:
روبوت اللحام: قائمة بأفضل 10 علامات تجارية لشركات اللحام الآلي
14 يوليو، 2021
اقرأ المزيد »
خلية اللحام الروبوتية: ما هي وأين يمكن شراؤها
29 آذار، 2021
اقرأ المزيد »
أفضل الشركات المصنعة لآلات اللحام في إيطاليا
20 أكتوبر 2020
اقرأ المزيد »