كيفية اختيار روبوت اللحام؟ وأوضح ثمانية أنواع من الاحتياجات في وقت واحد.

تفرض المواد المختلفة وسمك الألواح وأحجام الدفعات وهياكل قطع العمل متطلبات مختلفة تمامًا على حل اللحام الآلي. تبحث هذه المقالة في السيناريوهات النموذجية مثل -الصفائح الرقيقة المنخفضة-لحام الإدخال بالحرارة-، واللحام بسبائك الألومنيوم، واللحام المتعدد-الطبقات المتعددة-لللحام المتوسط-للوحة السميكة، وتتبع التماس، والتنسيق متعدد-المحاور، واللحام التعاوني، واللحام الحر-المبني على الرؤية-. وهو يراجع منتجات روبوتات اللحام وإمكانيات المعالجة لمساعدة الشركات المصنعة على الانتقال من "تحدي اللحام" إلى-حل التشغيل الآلي الأكثر ملائمة. عند شراء روبوت اللحام، لا تقارن مواصفات الروبوت وحدها. قم بتقييم قدرة اللحام بأكملها المكونة من الروبوت ومصدر طاقة اللحام والعملية واستشعار التماس والمحاور الخارجية وقاعدة بيانات الخبراء.

"ما هو نوع روبوت اللحام الذي يناسب قطعة العمل لدينا؟" هذا هو أحد الأسئلة التي يطرحها المصنعون في أغلب الأحيان عند التحضير لأتمتة اللحام.

لكن أي شخص يدير بالفعل مشروع لحام آلي يعرف أنه لا يمكن العثور على الإجابة من خلال النظر فقط إلى "كمية الحمولة التي يحملها الروبوت أو طول ذراعه".

حتى بين روبوتات اللحام، تتطلب الصفائح مقاس 0.5 مم والألواح مقاس 50 مم نهجين تقنيين مختلفين تمامًا. تضع قطع العمل القياسية والهياكل الصغيرة-غير القياسية-متطلبات مختلفة على نظام التشغيل الآلي. كما يختلف الفولاذ الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ، والصفائح المجلفنة، وسبائك الألومنيوم بشكل ملحوظ في مدخلات الحرارة، ونقل القطرات، والترشيش، وعمق الاختراق، والتحكم في التشوه.

لذلك عندما تشتري شركة روبوت لحام، فإن ما تحتاج حقًا إلى اختياره ليس روبوتًا واحدًا، بل حل لحام كامل يتكون من الروبوت نفسه، ومصدر طاقة اللحام، وعملية اللحام، واستشعار التماس، والمحاور الخارجية، ونظام البرمجيات.

إذًا كيف يجب عليك الاختيار بين سيناريوهات التصنيع المختلفة؟

تعد هذه إحدى المشكلات الأكثر شيوعًا في الأجهزة وقطع غيار السيارات والصفائح المعدنية وتصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ.

يتمثل التعارض الأساسي في-لحام الصفائح الرقيقة في أنه يجب عليك التأكد من صهر اللحام، دون السماح بإدخال الحرارة المفرطة التي تسبب الاحتراق-أو الترهل أو التشوه أو التناثر الشديد.

يتمثل النهج التقليدي في تقليل سرعة التيار والسير، ولكن هذا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض كفاءة اللحام، أو بدء القوس غير المستقر، أو تكوين خرزة سيئ.

بالنسبة لهذه السيناريوهات، يقدم CRP حاليًا نوعين رئيسيين من الحلول.

النوع الأول هو سلسلتا Pro وNynhan، اللتان تستخدمان التحكم المتكامل بين الروبوت ومصدر طاقة اللحام لتحسين -قدرة اللحام المنخفضة والرقيقة-.

على سبيل المثال، تمت ترقية سلسلة-الجيل Pro الجديدة لعمليات الصفائح الرقيقة-، وتقدم عملية قطبية للصفائح الرفيعة جدًا-مستقيمة-بقطر 0.6 مم.

تركز سلسلة Nynhan على -التناثر المنخفض جدًا، والبرمجة السريعة، والتصميم المتكامل، والحركة عالية السرعة-. يستخدم مصدر طاقة اللحام المطابق التحكم في التردد العالي-100 كيلو هرتز ويحافظ على التحكم الجيد في التناثر حتى عند 200 أمبير. كما أنه يدعم عمليات الصفائح الرقيقة-والنبض القوسي القصير-ولحام الأسلاك ذات القلب المتدفق-.

النوع الثاني هو اللحام بالقوس البارد / حلول الإدخال -من النوع CMT ذات الحرارة المنخفضة-من النوع المنخفض، للتطبيقات ذات المتطلبات الأعلى على الصفائح الرقيقة.

يستخدم اللحام بالقوس البارد في CRP شعلة تغذية سلك مؤازر- للتحكم في تراجع السلك عند التردد العالي. من خلال الجمع بين التحكم الفيزيائي والكهرومغناطيسي، فإنه يحقق نقلًا لطيفًا للقطرات وبالتالي يقلل من مدخلات الحرارة الإجمالية. تتميز هذه التقنية بوجود-صفر ترشيش تقريبًا، وإدخال حرارة منخفضة، وطول قوس ثابت، وإمكانية سد الفجوة القوية-، واللحام-عالي السرعة.

نعم، ولكن حدود العملية تختلف من مادة لأخرى.

تغطي الآن روبوتات اللحام بالقوس البارد من CRPالفولاذ الكربوني، الفولاذ المقاوم للصدأ، الصاج المجلفن، الألومنيوم، والنحاس، من بين مواد أخرى. النطاقات النموذجية القابلة للتطبيق هي: الفولاذ الكربوني حوالي 0.5-5 مم، الفولاذ المقاوم للصدأ حوالي 1.0-5 مم، الصفائح المجلفنة حوالي 0.5-5 مم، النحاس 1-5 مم، والألومنيوم حوالي 1 مم وما فوق.

في اختبار العملية، حقق اللحام بالقوس البارد لحامًا تناكبيًا لصفيحة فولاذية كربونية رفيعة جدًا بسمك 0.5 مم. وفي حالات خاصة، تم الذهاب إلى أبعد من ذلك، حيث تم لحام صفائح فولاذية كربونية رفيعة جدًا بسمك 0.4 مم، وتم التحقق من اللحام تحت غازين واقيين: 80% Ar + 20% CO₂ و100% CO₂. مقارنةً باللحام المحمي بالغاز- العادي، يقلل اللحام بالقوس البارد من مدخلات الحرارة بحوالي 20%، مما يقلل بشكل فعال من تشوه اللحام.

بالنسبة للصفائح المجلفنة، فإن مدخلات الحرارة المنخفضة لها نفس القدر من الأهمية.يحترق طلاء الزنك بسهولة تحت الحرارة العالية، مما قد يؤدي أيضًا إلى زيادة المسامية والتناثر. في اختبارات القوس البارد لـ CRP، مقارنةً بعمليات الترشيش المنخفضة- التقليدية، أظهرت بعض سيناريوهات اختبار الألواح المجلفنة انخفاض المسامية بنسبة تزيد عن 20%، وانخفاض الترشيش بأكثر من 10%، وزيادة عمق الاختراق بأكثر من 30%.

لقد كان لحام الألومنيوم دائمًا سيناريو يختبر القدرة العملية لروبوت اللحام.

الأسباب تتجاوز التوصيل الحراري السريع لسبائك الألومنيوم. وتتضمن أيضًا ثبات تغذية الأسلاك، وبدء القوس، والتحكم في القطرات، وتكوين الخرزات، وطبقة الأكسيد. لذلك لا يمكن فهم لحام الألمنيوم على أنه مجرد "تبديل بكرة من أسلاك الألمنيوم".

يستخدم حل اللحام بالقوس البارد من CRP تغذية سلك الدفع والسحب المؤازرة- مع التحكم في طول القوس، بحيث يتم تنسيق حركة السلك وحالة القوس بشكل أكثر دقة. لقد طورت مجموعة متنوعة من عمليات لحام الألومنيوم ويمكنها إنتاج حبات لحام على شكل سمكة-.

بالنسبة للعملاء، هناك سؤالان مهمان للغاية: ما إذا كان نظام تغذية الأسلاك-يمكنه التعامل مع السلك بثبات، وما إذا كانت هناك معلمات عملية ناضجة يمكن استدعاؤها مباشرة لسماكات اللوحة المختلفة وأنواع الوصلات ومتطلبات مظهر اللحام.

إذا كان الإدخال الحراري هو المشكلة الأصعب في لحام الصفائح الرقيقة-، فإن أصعب المشكلات بالنسبة للوحات السميكة المتوسطة- هي الاختراق، والانصهار، والثبات، والاتساق عبر الطبقات والممرات المتعددة.

غالبًا ما تتضمن آلات البناء والآلات الزراعية والهياكل الفولاذية والمعدات الكبيرةV-، K-، وJ- الأخدودالمفاصل. كلما زادت سماكة اللوحة، زادت الحاجة إلى ملء ممرات اللحام، وزادت المتطلبات على تخطيط مسار الروبوت، وتسلسل اللحام، وإدارة المعلمات.

أحد أهداف تحديد المواقع لسلسلة RH الخاصة بـ CRP هي التطبيقات الموسعة للألواح السميكة المتوسطة-والمحاور المتعددة-، مع دعم العثور على التماس، وتتبع القوس، ولحام التمرير المتعدد-الطبقات المتعددة-، وتنسيق المحاور الخارجية-.

والأهم من ذلك،لا يقتصر حل CRP على "هل يستطيع الروبوت لحام لوحة سميكة؟" إنها تعمل على إنشاء قاعدة بيانات متخصصة للوحات السميكة المتوسطة-.

في الاستخدام الفعلي، يمكن للمشغلين إدخال معلومات مثل سمك اللوحة، والأسلاك، وغاز التدريع، ونوع الأخدود، وحجم الساق، وجعل النظام يقوم بإنشاء مجموعة معلمات التمرير المتعددة -الطبقات المتعددة- المقابلة. بعد الإنشاء، يمكن مراجعته وتعديله وحفظه مرة أخرى، بحيث يمكن استدعاء نفس نوع اللحام بشكل متكرر.

يؤدي هذا إلى تحويل عملية اللحام تدريجيًا من "الاعتماد على الخبرة الشخصية" إلى "أصل بيانات قابل للتكرار".

وفي مجال الصفائح السميكة جدًا-، أجرى CRP أيضًا عملية استكشاف منهجية إلى حد ما. في ظل ظروف اللحام بغاز ثاني أكسيد الكربون و-المختلط، أجرت الشركة أبحاثًا حول اللحام التلقائي متعدد-الطبقات المتعددة-لللحام بسمك فائق-من 10–100 مم مع مجموعة متنوعة من أشكال الأخدود، التي تغطي الأخاديد V-، وK-، وJ-.

هذه مشكلة يجب حلها بمجرد انتقال اللحام الآلي من المختبر إلى المصنع الحقيقي.

ومهما كانت دقة تحديد الموقع المتكررة للروبوت عالية، فإنها تضمن فقط أن "يكرر الروبوت المسار الذي تم تعليمه". لكن اللحام الفعلي ليس دائمًا في نفس الوضع.

أخطاء قطع اللوحة، وأخطاء التثبيت، وانحراف الأخدود، والأخطاء التراكمية من العمليات الأولية، والتشوه الحراري يمكن أن تؤدي جميعها إلى انحراف اللحام الفعلي عن المسار النظري.

لذلك يحتاج الروبوت أيضًا إلى "الإحساس". تشكل حلول اللحام الحالية لـ CRP بالفعل مجموعة من التقنيات:استشعار اللمس، وتتبع القوس، والتتبع بالليزر، والرؤية، والتنسيق متعدد المحاور-.

بدلات استشعار اللمس للعثور على موضع اللحام الفعلي قبل اللحام؛ يقوم تتبع القوس بتصحيح المسار ديناميكيًا أثناء اللحام بناءً على إشارة القوس.

يمكن لنظام تتبع القوس الخاص بـ CRP أن يتتبع بثبات عند تيار يبلغ حوالي 120 أمبير وعرض نسج يبلغ حوالي 1 مم، ويصحح مسار اللحام تلقائيًا.

يقوم التتبع بالليزر بمسح ملف تعريف الأخدود في الوقت الفعلي باستخدام مستشعر ليزر ويصحح وضع الشعلة ومسارها ديناميكيًا، مما يوفر قدرة أفضل على التكيف مع الفجوات واختلال المحاذاة.

يمكن لـ CRP أيضًا إنشاء محطة عمل رقمية من نموذج ثلاثي الأبعاد، واستخدام قاعدة بيانات الخبراء لمطابقة العملية، وتصحيح المسار في الوقت الفعلي من خلال تتبع قوس العملية.

في آلات البناء، والهياكل الفولاذية، والآلات الزراعية، وتصنيع المعدات الكبيرة، غالبًا ما لا يكون الروبوت ذو الستة-محاور كافيًا وحده.

يمكن أن تمتد قطعة العمل الكبيرة لعدة أمتار، لذلك يجب على الروبوت تغطية مساحة عمل أكبر مع الحفاظ على اللحام في وضع اللحام المناسب. وهذا يستدعي أن يعمل الروبوت مع محاور خارجية مثل المسار الأرضي وجهاز تحديد المواقع.

روبوت واحد يدعم ما يصل إلى6+6، إجمالي 12 محور، توسيع، ويدعم مجموعات مثل القضبان الخطية ومحددي موضع المحور-.

على سبيل المثال، استخدم أحد مشاريع الآلات الزراعية بالفعل تنسيق 11-محورًا: روبوت ذو 6-محور + 3 آليات محور خارجي- + محدد موضع محور 2-، مدمج مع استشعار اللمس، وتتبع القوس، ووظائف تمرير متعددة الطبقات متعددة لإكمال لحام الألواح المعقدة المتوسطة السُمك.

إن قيمة مثل هذا النظام لا تكمن فقط في أن "الروبوت يمكنه الوصول إلى مسافة أبعد". يقوم جهاز تحديد الموضع بتغيير وضع قطعة الشغل بشكل فعال، مما يحول بعض أوضاع اللحام الرأسية والعلوية إلى أوضاع لحام أكثر ملاءمة، مما يساعد على تحسين استقرار الجودة.

في الماضي، اعتقدت العديد من الشركات أن اللحام الآلي يناسب-الأجزاء القياسية ذات الحجم الكبير مثل تلك الموجودة في مصانع السيارات، في حين أن اللحام اليدوي أكثر مرونة للأجزاء الصغيرة-غير-الدفعات القياسية.

هذا الحكم يتغير. لدى CRP حاليًا طريقان تقنيان لمعالجة هذا الأمر.

أحد الطرق هو روبوت اللحام التعاوني.تتضمن نماذج اللحام التعاونية الخاصة بـ CRP حاليًاRC09-05-W، RC13-10-W، وRC18-05-W.

إن أعظم قيمة للحام التعاوني ليست فقط أن الروبوت أخف وزنا وأكثر مرونة. فهو يجعل برمجة اللحام والتحويل أكثر بساطة، مما يقلل من اعتماد الشركات على مبرمجي الروبوتات المتخصصين.

يمكن للمشغلين سحب الروبوت مباشرةً إلى بالقرب من نقطة الهدف، ثم-الضبط الدقيق في ستة اتجاهات (أعلى/أسفل، يسار/يمين، للأمام/الخلف) باستخدام عصا التحكم الموجودة على المستجيب النهائي، وتسجيل النقاط والخطوط والأقواس وأوامر اللحام والنسيج مباشرة في المستجيب النهائي.

يدعم اللحام التعاوني CRP أيضًا وظائف برامج اللحام مثل النسيج، والتمرير-الطبقات المتعددة-، وإيجاد التماس، وتتبع القوس، ويوفر اكتشاف الاصطدام، وUPS، وتعويض الجاذبية.

بالنسبة للنشر، تدعم روبوتات اللحام التعاونية CRP عدة أشكال، بما في ذلك عربة متنقلة، وقاعدة مغناطيسية، وامتداد المحور الخارجي{{0}. تم تكرار العربة المتنقلة إلى جيلها الثاني وهي أكثر ملاءمة لأرضيات الإنتاج الحقيقية؛ القاعدة المغناطيسية القياسية تناسب CRP-RC09-05-W وCRP-RC13-10-W. بالنسبة للمشاريع التي تحتاج إلى نطاق عمل أكبر أو أداة تحديد موضع إضافية، يمكن للروبوتات التعاونية أيضًا تمديد ما يصل إلى 5 محاور خارجية.

لقد أصبح هذا بالفعل اتجاهًا مهمًا للمرحلة التالية من أتمتة اللحام.

قامت CRP الآن بتطوير العديد من حلول اللحام الذكية المدفوعة بالرؤية والنماذج.

على سبيل المثال، بالنسبة للأجزاء الهيكلية-الصغيرة والمتعددة-المتنوعة، يمكن للنظام مسح قطعة العمل ضوئيًا وعكس-نموذجها، دون الحاجة إلى رسومات مسبقة. إنه يدعم أكثر من 10 أشكال هيكلية مثل كمرات H-، ويقوم تلقائيًا بإنشاء مسارات اللحام المقابلة.

لطبقات الحلقة الداخلية والخارجية على تجهيزات الأنابيب،يمكن للنظام المجاني لتعليم الرؤية-مسح اللحام وعكس-نموذجه وإنشاء برنامج اللحام تلقائيًا، مع التنسيق مع المحاور الخارجية وتخطيط زوايا تحديد الموضع.

في سيناريوهات الأبراج الفولاذية لنقل الطاقة، يمكن أن يستخدم حل CRP أيضًا سحابة نقطة ليزر خطية لتحديد اللحام، ولحام أبراج الأنابيب الفولاذية تلقائيًا بقطر 600-2000 مم، ومطابقة عمليات اللحام تلقائيًا من قاعدة بيانات معلمات الخبراء المتعددة-الطبقات المتعددة-.

بالإضافة إلى ذلك، في سيناريوهات صفائح أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ- القياسية مثل الغلايات والمبادلات الحرارية، يمكن إكمال اللحام الآلي من خلال مجموعة من رسومات CAD، والرؤية ثلاثية الأبعاد، وشعلة TIG مخصصة، وتتبع القوس.

ليس بالضرورة. يجب أن تعتمد سرعة اللحام على جودة اللحام المستقرة.

خاصة في لحام الصفائح الرقيقة-، إذا كنت تطارد السرعة وينتهي بك الأمر إلى حدوث فواصل قوسية أو قطع سفلي أو مسامية أو تكوين خرزي سيئ، فقد يؤدي ذلك إلى ارتفاع تكلفة إعادة العمل.

إحدى ميزات تقنية القوس البارد الخاصة بـ CRP هي ذلكفهو يصحح طول القوس من خلال التحكم المستمر في الحلقة-المغلقة، مما يحافظ على ثبات القوس حتى عند تغير سرعة اللحام وإخراج السلك-.

في بعض اختبارات العمليات، تمت مقارنتها باللحام بالرش المنخفض-وسرعة اللحام بالقوس الباردزيادة بنسبة 10٪ -20٪ أو أكثر، وبأكثر من 50%تحت ظروف اللحام-التيار العالي-والسرعة العالية.

لأن الروبوت لا يحل إلا "كيفية التحرك". ما الذي يحدد جودة اللحام يشمل أيضًامصدر طاقة اللحام، ونظام تغذية الأسلاك-، وخوارزمية التحكم، وعملية اللحام.

لنأخذ Nynhan كمثال: يستخدم الروبوت وعامل اللحام التحكم المتكامل، لذلك يمكن ضبط معلمات اللحام وحفظها مباشرة على قلادة التعليم الخاصة بالروبوت، كما تقلل المعلمات المبسطة من الصعوبة التي يواجهها المشغلون في ضبط العملية.

ويذهب حل القوس البارد إلى أبعد من ذلك، حيث يقوم بتصميم الروبوت وسلك المؤازرة-مشعل التغذية واللحام وخوارزمية التحكم كنظام واحد كامل.

على سبيل المثال، في التحكم في طول القوس، يراقب النظام طول سحب السلك في الوقت الفعلي ويضبط سرعة تغذية السلك من خلال التحكم في الحلقة- المغلقة. يؤدي هذا إلى الحفاظ على ثبات طول التيار والقوس عند-تغييرات الالتصاق، مما ينتج عنه عمق اختراق ثابت وتشكيل لحام.

ويشير هذا أيضًا إلى مبدأ الاختيار الحاسم: يمكن أن يكون الروبوت الصناعي جهازًا للأغراض العامة-، ولكن لا يمكن لروبوت اللحام أن يتمتع بقدرة الحركة للأغراض العامة-فقط. بالنسبة لعملاء اللحام، ما يهم أكثر هو مقدار الخبرة الحقيقية التي اكتسبتها الشركة المصنعة في عملية اللحام.

"إن صفائحنا رفيعة للغاية، ويحترق اللحام اليدوي بسهولة، وبعد ذلك نحتاج إلى طحن ثقيل وتصحيح الشكل." بالنسبة لهذا النوع من العملاء، أول ما يجب النظر إليه هو القدرة على التحكم في إدخال الحرارة ونقل القطيرات، وليس فقط دقة الروبوت.

بمجرد أن تفكر مليًا في هذه الشروط، ستجد أن "جعل الروبوت يتحرك على طول مسار مدروس" اليوم لم يعد المشكلة الأصعب. الصعوبات الحقيقية هي: كيفية التحكم في مدخلات الحرارة على ورقة رقيقة؛ كيفية تحقيق اختراق مستقر على اللوح السميك-المتوسط؛ كيفية إكمال اللحام-الطبقات المتعددة-المتعدد التمرير على لوح بسمك 50 مم أو 100 مم؛ كيفية العثور على اللحام عندما تنحرف قطعة العمل؛ كيفية تحقيق التنسيق متعدد المحاور-في الهياكل الكبيرة؛ كيفية خفض تكاليف البرمجة للدفعات الصغيرة والعديد من المتغيرات؛ كيفية ضمان جودة اللحام للمواد الخاصة مثل سبائك الألومنيوم والألواح المجلفنة؛ وكيفية تحويل سنوات الخبرة المتراكمة لعمال اللحام المتميزين إلى معلمات عملية قابلة للتكرار وقواعد بيانات متخصصة.

بدءًا من اللحام المنخفض-وعالي الأداء-من Pro وNynhan، إلى الصفائح السميكة المتوسطة-والتنسيق المتعدد-من سلسلة RH؛ بدءًا من مدخلات الحرارة المنخفضة للحام القوس البارد/CMT، وحتى النشر المرن للحام التعاوني؛ وانتقالًا إلى التعليم -المعتمد على الرؤية-التشغيل الحر، وتنسيق المحاور الخارجية-، وقواعد بيانات الخبراء، يقوم CRP تدريجيًا بدمج التحكم الآلي، ومصادر طاقة اللحام، وعمليات اللحام، والاستشعار الذكي في نظام واحد كامل لتكنولوجيا اللحام.

بالنسبة للمصنعين، عند اختيار روبوت اللحام، بدلاً من السؤال فقط "كم تكلفة هذا الروبوت؟"، فمن الأفضل أن نسأل أولاً، "أين بالضبط يصعب لحام قطعة العمل الخاصة بي؟" إن ما يحدد الجودة والتكلفة والكفاءة في نهاية المطاف ليس الروبوت وحده، بل النظام التكنولوجي بأكمله الذي يقف وراءه: مصدر طاقة اللحام، والعملية، وأجهزة الاستشعار، والبرمجيات الذكية. وهذا هو المفتاح لنقل أتمتة اللحام من "الروبوتات التي تحل محل العمالة" إلى "ذكاء العمليات".