العوامل الرئيسية في تصميم خلايا اللحام الروبوتية وتكاملها

يمكن لحام الروبوت تحسين اتساق الإنتاج وتقليل العمل اليدوي المتكرر، ولكن الأتمتة الناجحة تعتمد على أكثر بكثير من روبوت الحام نفسه.

خلية اللحام الروبوتية الكاملة تجمع بين الروبوت، ومعدات اللحام، والأجهزة، وموقع قطعة العمل، وأنظمة التحكم، وتدابير السلامة. إذا لم يتم تنسيق هذه العناصر بشكل صحيح،قد يواجه النظام أوقات دورة طويلة، صعوبة البرمجة، عدم الاتساق في جودة اللحام، أو انقطاع الإنتاج المتكرر.

بالنسبة للمصنعين الذين يخططون لخط لحام جديد أو ترقية عملية موجودة، فهم عوامل التصميم والتكامل الرئيسية أمر ضروري.

يجب أن يتطابق الروبوت مع أبعاد القطعة ، ومواقف اللحام ، وتكوين الشعلة ، ودورة الإنتاج المطلوبة.

تشمل عوامل الاختيار الهامة:

• قدرة الحمولة المفيدة، بما في ذلك مشعل اللحام والمعدات المثبتة

• المدى والغلاف

• التوجه المطلوب للأدوات

• قابلية التكرار وأداء الحركة

• موقع التثبيت

• متطلبات عملية اللحام والإنتاج

يُعتبر الروبوت الصناعي ذو الستة محاور عادةً تطبيقات لحام لأنها توفر المرونة في وضع الشعلة حول قطع العمل المعقدة.

نماذج الروبوتات من المصنعين مثلفانوك وكوكايمكن تقييمها لمشاريع لحام الروبوتات. يعتمد النموذج المناسب على المدى المطلوب والحمولة المفيدة ومتطلبات التطبيق والتوافق مع معدات الحام المقترحة.

قد يؤدي اختيار الروبوت بناءً فقط على مدى وصوله الاسمي أو الحمولة المفيدة إلى صعوبات عندما تحتاج الشعلة إلى الوصول إلى مواقع لحام مقيدة.

يحتفظ الجهاز بالقطعة في الموقف المطلوب أثناء اللحام.

يمكن أن يؤدي تصميم الأجهزة الضوئية السيئ إلى وضع غير متسق للجزء، وصعوبة الوصول إلى الشعلة، والتعديلات المتكررة أثناء الإنتاج.

يجب أن تأخذ العصا المناسبة بعين الاعتبار:

• أبعاد القطعة المستخدمة وتسامحاتها

• طريقة التثبيت

• إمكانية الوصول إلى غرز اللحام

• التعرض للحرارة والبرق

• مساحة التحميل والتفريغ

• تحديد الموقع المتكرر

• متطلبات تغيير الأجهزة

بالنسبة للإنتاج المتكرر ، فإن وضع قطعة العمل المتسق مهم بشكل خاص.حتى الروبوت المبرمج جيدًا يمكن أن ينتج نتائج غير مرضية إذا تحركت قطعة العمل أو اختلفت بشكل كبير بين الدورات.

عندما تكون هناك عدة أنواع من الأجزاء، يجب أن يأخذ تصميم الأجهزة في الاعتبار أيضًا تغييرات المنتجات.

يجب أن يعمل روبوت اللحام ومعدات اللحام معًا كنظام متكامل.

اعتمادًا على العملية ، قد تشمل المعدات مصدر طاقة لحام ، ومصباح ، ومغذاة الأسلاك ، ومحطة تنظيف المصباح ، وحزمة الكابلات ، وأجهزة مراقبة العملية.

يجب أن يعكس الاختيار المواد، سمك القطعة، تصميم المفاصل، طريقة اللحام، وظروف الإنتاج المطلوبة.

إن ترتيب تركيب الشعلة مهم أيضًا. يجب أن يكون الروبوت قادرًا على الحفاظ على زاوية الشعلة المطلوبة والوصول إلى خيط اللحام دون تدخل مفرط من قطعة العمل أو التركيب.

قبل شراء المعدات، تأكد من الواجهات الكهربائية المطلوبة، وسيلة الاتصال، ووظائف التحكم مع الموردين الروبوت ومعدات اللحام.

جهاز تحديد موقع اللحام يدور أو يعيد توجيه قطعة العمل لتوفير وصول أكثر ملاءمة إلى اللحام.

يمكن أن تكون أجهزة تحديد المواقع مفيدة عندما يجب على الروبوت لحام جوانب مختلفة من مكون أو عندما يؤدي التوجه الثابت للقطعة إلى خلق زوايا مشعل صعبة.

عند دمج جهاز تحديد المواقع، ضع في اعتبارك:

• وزن و أبعاد قطعة العمل

• نطاق دوران مطلوب

• دقة الموقع

• التنسيق مع حركة الروبوت

• تركيب الأجهزة

• توجيه الكابلات والمرافق

• وقت الدورة المطلوب

لا تحتاج كل خلية لحام إلى جهاز تحديد المواقع. بالنسبة لقطع العمل البسيطة، قد يكون جهاز ثابت كافياً. بالنسبة للأجزاء الأكثر تعقيدًا، قد تكون هناك حاجة إلى جهاز تحديد المواقع.حركة الروبوت والموضع المنسقة يمكن أن تحسن من إمكانية الوصول وتسوية العملية.

يجب أن يتطابق مسار اللحام مع هندسة المفاصل وعملية اللحام المطلوبة.

يحتاج المهندسون إلى النظر في اتجاه الشعلة، ومواقف الاقتراب والإقلاع، ومسافة الاصطدام، وتوجيه الكابلات، والترتيب الذي يتم فيه إكمال اللحام.

يمكن أن يؤثر التسلسل على وقت الدورة وتشوه قطعة العمل. بالنسبة لبعض الأجزاء ، قد يكون من الضروري النظر في ترتيب اللحام وتوزيع الحرارة جنبا إلى جنب مع حركة الروبوت.

يمكن أن يساعد البرمجة والمحاكاة خارج الموقع في تقييم القدرة على الوصول، وتحديد الاصطدامات المحتملة، ومراجعة تخطيط الخلية المقترح قبل التشغيل المادي.

ومع ذلك، يجب التحقق من صحة نتائج المحاكاة أثناء الإعداد والاختبار مع المعدات والقطع الفعلية.

خلية اللحام الروبوتية غالباً ما تتضمن أجهزة متعددة يجب أن تعمل في التسلسل الصحيح.

قد تشمل هذه:

• جهاز التحكم بالروبوت

• مصدر طاقة لحام

• مشابك الأقواس

• جهاز تحديد المواقع

• أجهزة استشعار

• معدات تحميل الأجزاء

• PLC

• أجهزة الأمان

على سبيل المثال، يجب أن لا يبدأ الروبوت دورة لحام حتى يتم وضع القطعة بشكل صحيح وتأكيد ظروف التشبيك اللازمة.

وينبغي أن يتناول تسلسل التحكم أيضًا معالجة الأخطاء وإكمال الدورة وتدخل المشغل والانتعاش بعد الانقطاع.

التواصل الموثوق بين الروبوت والمعدات الطرفية مهم للإنتاج المستقر.

الالتحام الروبوتي ينطوي على العديد من المخاطر، بما في ذلك إشعاع قوس الالتحام، والأسطح الساخنة، والدخان، والشرارات، والآلات المتحركة.

يمكن أن يتضمن تصميم السلامة المناسب حماية واقية، وقفل باب الدخول، وظائف إيقاف مصنفة للسلامة، وتدابير مناسبة لدخانات اللحام والمخاطر الكهربائية.

الحماية المطلوبة تعتمد على التطبيق الكامل والمعدات ومكان العمل واللوائح المعمول بها.

وينبغي النظر في السلامة أثناء التصميم الأولي للروبوت وتصميم النظام بدلاً من إضافته فقط بعد تثبيته.

سرعة حركة الروبوت لا تحدد معدل الإنتاج بأكمله.

يمكن أن تشمل الدورة الكاملة تحميل قطعة العمل ، والتشديد ، واللحام ، وحركة جهاز التثبيت ، والفحص ، وتفريغها.

لتقييم وقت الدورة المستهدف، يجب على الشركات المصنعة تحديد كل مرحلة وتحديد الأماكن التي قد تحدث فيها التأخيرات.

وتشمل التحسينات المحتملة:

• تقليل السفر غير الضروري للروبوتات

• تحسين تحميل وتفريغ الأجهزة

• تحسين تسلسل اللحام

• تنسيق حركة الروبوت و جهاز التوجيه

• تقليل وقت الانتظار الذي يمكن تجنبه

• تخطيط إجراءات التحول المناسبة

الهدف هو تحسين عملية اللحام الكاملة بدلاً من تحسين الروبوت بشكل منفصل.

توفير تفاصيل واضحة للتطبيق يساعد الموردين على تقييم متطلبات المعدات وتعقيد التكامل.

إعداد المعلومات التالية إذا كانت متاحة:

• رسومات و أبعاد القطعة

• نوع المواد وسمكها

• أماكن اللحام وتفاصيل المفاصل

• حجم الإنتاج

• وقت الدورة المطلوب

• متطلبات عملية اللحام

• متطلبات التثبيت والموضع

• المساحة المتاحة

• معدات لحام موجودة

• واجهات السلامة والتحكم المطلوبة

يمكن أن تساعد أيضاً نماذج قطع العمل وأشرطة الفيديو الإنتاجية ورسومات التصميم أثناء التقييم التقني.

يعتمد الالتحام الروبوتي الناجح على دمج الروبوت ومعدات اللحام والمصاعد وأجهزة تحديد المواقع والتحكم وأنظمة السلامة.

إن اختيار الروبوت المناسب هو الخطوة الأولى فقط، حيث يؤثر وضع القطعة، والوصول إلى الشعلة، وتسلسل اللحام، والاتصال، وتخطيط وقت الدورة على أداء النظام النهائي.

بالنسبة للمصنعين الذين يفكرون في أتمتة لحام،تقييم خلية اللحام الكاملة قبل شراء المعدات يمكن أن يساعد في تقليل صعوبات التكامل وخلق عملية إنتاج أكثر موثوقية.