ما هي أنواع وصلات اللحام التي يمكن للروبوتات الصناعية التعامل معها؟

مقدمة

يمكن لروبوتات اللحام الصناعية التعامل مع تكوينات وصلات اللحام الأكثر شيوعًا، بما في ذلك المفاصل التناكبية، والمفاصل اللفة، والمفاصل على شكل حرف T، ومفاصل الزاوية، ومفاصل الحافة، ولحامات الأخدود، ولحامات الشرائح، والدرزات المنحنية، والمفاصل متعددة التمريرات. ومع ذلك، فإن التعرف على نوع المفصل ليس سوى بداية قرار الأتمتة.

قد يكون الروبوت قادرًا جسديًا على الوصول إلى المفصل ولكنه لا يزال يفشل في إنتاج لحام مستقر إذا تحركت الأجزاء، أو تغيرت الفجوة، أو تم تقييد زاوية الشعلة، أو لم يتطابق المسار المبرمج مع التماس الفعلي. وبالتالي فإن اللحام الآلي الناجح يعتمد على العلاقة الكاملة بين هندسة المفصل، وإعداد قطعة العمل، ودقة التركيب، وحركة الروبوت، ومعلمات اللحام، وتكنولوجيا الاستشعار.

المصطلح وصلة لحام يصف الترتيب الهندسي للمكونات التي يتم ضمها. في الإنتاج الآلي، تحدد هذه الهندسة كيفية اقتراب الروبوت من خط التماس، وما إذا كانت الشعلة يمكنها الحفاظ على زاوية مناسبة، ومدى سهولة تحديد موقع المفصل من قطعة عمل إلى أخرى.

تشمل النقاط الرئيسية التي يغطيها هذا الدليل ما يلي:

• عائلات اللحام الخمس الرئيسية التي يمكن للروبوتات الصناعية التعامل معها
• الفرق بين اللحامات فيليه واللحامات الأخدود
• لماذا يصعب أتمتة بعض المفاصل ذات المظهر البسيط
• كيف تؤثر التركيبات وتفاوتات الأجزاء على اتساق اللحام
• عندما يصبح تتبع التماس أو الرؤية ثلاثية الأبعاد ضروريًا
• كيفية تقييم المفصل قبل الاستثمار في اللحام الآلي

لماذا تعتبر هندسة اللحام المشتركة مهمة لأداء الروبوت

يقوم عامل اللحام الماهر بتفسير المفصل بشكل مستمر أثناء اللحام. يمكن أن يلاحظ عامل اللحام فجوة متغيرة، أو يغير زاوية الشعلة قليلاً، أو يقلل من سرعة السير، أو يضبط موضع القوس، أو يعوض الجزء الذي تم تجميعه بشكل غير كامل.

لا يقوم الروبوت التقليدي بإجراء هذه التعديلات تلقائيًا. فهو يتبع المسار المبرمج ومعلمات التشغيل ما لم توفر أجهزة الاستشعار أو وظائف التحكم التكيفية معلومات جديدة. ولهذا السبب تعمل روبوتات اللحام الصناعية بشكل أفضل عندما تكون هندسة المفاصل قابلة للتنبؤ بها وقابلة للتكرار.

الطريقة العملية لتقييم المفصل هي طرح أربعة أسئلة

هل التماس مرئي أم قابل للاكتشاف؟

يجب أن تعرف وحدة التحكم الروبوتية أين يبدأ اللحام وأين ينتهي وكيف يتغير المفصل بين تلك النقاط. من الأسهل أتمتة التماس المستقيم المحدد بوضوح من المفصل المخفي خلف مكون آخر.

هل يمكن للشعلة الوصول إلى المفصل بشكل صحيح؟

الوصول إلى التماس ليس كافيا. يجب على الروبوت أيضًا الحفاظ على زاوية العمل المطلوبة، وزاوية السفر، ومسافة التلامس إلى العمل، وخلوص الكابل في جميع أنحاء اللحام.

هل يبقى المفصل في نفس الوضع؟

إذا وضعت كل مجموعة التماس بشكل مختلف، فقد لا يتطابق برنامج الروبوت الثابت مع المفصل الفعلي. قد تكون هناك حاجة إلى تركيبات أفضل، أو تصنيع محسّن، أو تقنية تحديد موقع التماس.

هل يمكن التحكم في الحرارة والتشويه؟

قد تتشوه اللحامات الطويلة والمكونات الرقيقة والمفاصل غير المتماثلة والأخاديد متعددة التمريرات مع تقدم اللحام. يجب التخطيط لتسلسل الروبوت وطريقة التثبيت وحركة تحديد الموضع ومدخلات الحرارة معًا.

غالبًا ما يكون هذا التقييم المكون من أربعة أجزاء أكثر فائدة من مجرد التساؤل عما إذا كان الروبوت يمكنه لحام اسم مشترك معين.

أنواع وصلات اللحام الرئيسية التي يمكن للروبوتات الصناعية التعامل معها

يتم بناء معظم التجميعات الملحومة الصناعية من خمس عائلات مشتركة أساسية. يمكن لروبوتات اللحام الصناعية عادةً معالجة جميع الروبوتات الخمسة، ولكن يقدم كل منها متطلبات أتمتة مختلفة.

المفاصل بعقب

يتم تشكيل المفصل التناكبي عندما يلتقي مكونان من الحافة إلى الحافة، عادةً داخل نفس المستوى. تُستخدم وصلات المؤخرة على نطاق واسع في الألواح والألواح والإطارات والخزانات والأنابيب والأقسام الهيكلية والمرفقات المصنعة.

تعد المفاصل المستقيمة من بين أسهل الطبقات التي يمكن برمجتها عندما يتم إعداد الحواف بدقة وتظل فجوة الجذر ثابتة. يمكن للروبوت اتباع مسار خطي مع الحفاظ على سرعة التحكم واتجاه الشعلة.

ومع ذلك، تصبح المفاصل المؤخرة أكثر تطلبًا عندما:

• يتغير فتح الجذر على طول خط التماس
• حواف اللوحة غير محاذية
• متطلبات الاختراق عالية
• يجب أن يكتمل اللحام من كلا الجانبين
• مطلوب عدة طبقات أو تمريرات
• التشوه الحراري يغير موضع التماس

بالنسبة للمواد الأكثر سمكًا، قد يؤدي إعداد الحافة إلى إنشاء أخاديد على شكل حرف V أو U أو J أو مخروطية الشكل. قد تتطلب هذه المفاصل تمريرات لحام متعددة، أو أنماط نسج، أو تتبع التماس، أو إعادة وضع قطعة العمل.

إن خطر الأتمتة الرئيسي مع المفصل المؤخر لا يكون عادةً هو المسار نفسه. إنه الاختلاف في الفجوة والمحاذاة والتحضير المائل وظروف الاختراق.

مفاصل اللفة

يتم إنشاء وصلة حضن عندما يتداخل أحد المكونات مع مكون آخر. يتم وضع اللحام عادةً على طول إحدى الحافتين المكشوفتين أو كلتيهما للمادة المتداخلة.

تعتبر وصلات اللفة شائعة في مجموعات الألواح والأقواس والخزائن ومكونات المركبات وألواح التسليح والأغطية والإطارات المصنعة. يمكن لحامها بلحامات شرائح أو لحامات موضعية أو لحامات سدادة أو عمليات أخرى حسب التصميم.

تتعامل الروبوتات الصناعية الملحومة مع مفاصل اللفة بشكل جيد عندما:

• البعد المتداخل ثابت
• يظل كلا السطحين على اتصال وثيق
• يمكن تحديد موقع الحافة العلوية بشكل موثوق
• الشعلة لديها خلوص كاف
• يتطابق مدخل الحرارة مع سمك المادة

يمكن أن تؤثر الفجوة المتغيرة بين الصفائح المتداخلة على الاختراق وشكل الخرزة. في المواد الرقيقة، قد تسبب الحرارة الزائدة أيضًا احتراقًا أو تشويهًا. ولذلك يجب على التركيبات الضغط على الأجزاء معًا دون سد مسار اللحام.

تمنح الحافة المكشوفة الروبوت مرجعًا هندسيًا مفيدًا، ولكن فقط عندما تظل تلك الحافة في وضع يمكن التنبؤ به.

المفاصل T

يتم تشكيل المفصل T عندما يلتقي أحد المكونات بآخر بزاوية قائمة تقريبًا، مما يؤدي إلى إنشاء مقطع عرضي على شكل حرف T. عادة ما يتم لحام الاتصال بواحد أو اثنين من شرائح اللحام.

تُستخدم المفاصل T على نطاق واسع في أدوات التقوية وقواعد المعدات والعوارض والإطارات والأقواس والتجمعات الهيكلية والأضلاع والدعامات ومكونات الآلات. طبقاتها المستقيمة المتكررة تجعلها مرشحة قوية للحام الآلي.

التحدي الرئيسي هو الوصول إلى الشعلة بالقرب من التقاطع. يجب على الروبوت توجيه القوس إلى جذر المفصل مع الحفاظ على الزاوية الصحيحة بين كلا السطحين. إذا كانت زاوية الشعلة ضحلة جدًا، فقد يصبح الاندماج غير متساوٍ. إذا كانت شديدة الانحدار، فقد تتداخل الشعلة أو الفوهة مع قطعة العمل.

عندما يتطلب كلا جانبي المفصل T اللحام، يمكن لجهاز تحديد الموضع تدوير المجموعة بحيث يتم تقديم كل خط التماس في وضع لحام أكثر استقرارًا. يمكن أن يقلل هذا من حركات المعصم الصعبة ويحسن الوصول إلى جذر المفصل.

تعتبر المفاصل T مناسبة للغاية للأتمتة، لكن جودتها تعتمد بشكل كبير على التركيب والتثبيت والقدرة على الحفاظ على علاقة متسقة بين المكونات الرأسية والأفقية.

مفاصل الزاوية

تربط وصلات الزاوية مكونين عند حوافهما أو بالقرب منها، وعادةً ما تشكل زاوية مفتوحة أو مغلقة. وهي شائعة في الصناديق والخزائن والحاويات والإطارات والألواح والمرفقات والمبيتات المصنعة.

يمكن للروبوت لحام مفاصل الزوايا الداخلية والخارجية. غالبًا ما يكون الوصول إلى الزوايا الخارجية أسهل، بينما قد تؤدي الزوايا الداخلية إلى تقييد زاوية الشعلة وخلق مخاطر الاصطدام.

وتشمل العوامل الهامة ما يلي:

• المسافة بين جسم الشعلة والأسطح المجاورة
• سواء كان المفصل مفتوحًا أو مغلقًا أو متداخلًا جزئيًا
• سمك المادة
• اختراق اللحام المطلوب
• مقدار التشويه الذي يمكن أن تتحمله الزاوية

يمكن أن تكون مفاصل الزوايا الرفيعة حساسة بشكل خاص للحرارة. حتى عندما يتبع الروبوت المسار بدقة، قد يؤدي إدخال الحرارة الزائد إلى تجميع الحواف معًا أو انتشارها أو فقدان دقة الأبعاد.

ولذلك فإن تسلسل اللحام المتوازن وخطة التثبيت المستقرة ضروريان. بالنسبة للمنتجات ذات الشكل الصندوقي، قد يكون من الأفضل لحام الزوايا المتقابلة على مراحل بدلاً من إكمال جانب واحد قبل الانتقال إلى الجانب التالي.

مفاصل الحافة

يضع مفصل الحافة حافتين متوازيتين بجانب بعضهما البعض ويربطهما على طول الحافة المشتركة. غالبًا ما يوجد هذا التكوين في الصفائح المعدنية والمكونات ذات الحواف والمرفقات الخفيفة والأغطية والأجزاء التي لا تحمل أحمالًا ثقيلة عبر المفصل.

توفر مفاصل الحافة عمومًا رؤية جيدة للمسار، ولكنها قد تكون حساسة لما يلي

• ارتفاع حافة غير متساو
• مادة رقيقة
• تباعد الحواف غير متناسق
• ذوبان من خلال
• تشويه محلي
• لقط ضعيف بالقرب من التماس

يمكن لروبوتات اللحام الصناعية معالجة وصلات الحواف بشكل فعال عند محاذاة الحواف ودعمها. تعد إمكانية تكرار الروبوت مفيدة لإنشاء حبة متساوية، ولكن يجب أن يمنع إجراء اللحام الذوبان المفرط عند الحواف المكشوفة.

يجب تقييم مفاصل الحافة بعناية عندما يكون للجزء النهائي متطلبات صارمة للأبعاد أو المظهر.

جدول توافق وصلات اللحام

اختلافات مفصل الأخدود ومتطلبات الأتمتة الخاصة بها

وصلات الأخدود ليست عائلة وصلات أساسية منفصلة. إنها أشكال معدة، يتم تطبيقها بشكل شائع على الوصلات التناكبية، والتي تسمح لعملية اللحام بالوصول إلى عمق أكبر في المادة.

مفاصل الأخدود المربع

يستخدم الأخدود المربع حوافًا مستقيمة وغير مهيأة. من السهل نسبيًا البرمجة لأن الروبوت يتبع عادةً مسارًا مباشرًا واحدًا.

تعتمد ملاءمتها للأتمتة على سمك المادة، وفجوة الجذر، ومتطلبات الاختراق، وما إذا كان اللحام يتم من أحد الجانبين أو كليهما. إذا كانت الفجوة غير متسقة، فقد يحتاج الروبوت إلى تتبع التماس أو تعديل المعلمة التكيفية.

مفاصل V-Groove وBevel-Groove

يتم إنشاء أخدود على شكل حرف V عن طريق تحضير كلا الحافتين، بينما يقوم الأخدود المخروطي عادةً بإعداد جانب واحد. توفر هذه التصميمات وصولاً أفضل إلى جذر المفصل على المكونات الأكثر سمكًا.

قد تكمل روبوتات اللحام الصناعية هذه المفاصل بعدة تمريرات. يتطلب كل تمريرة مسارًا خاصًا به، وإزاحة، وزاوية الشعلة، واتجاه السفر، ومعلمات العملية.

عادةً ما يكون لتمرير الجذر أقل قدر من التسامح مع خطأ تحديد الموضع. قد تتطلب تمريرات التعبئة والغطاء النسيج أو التحكم في الجدار الجانبي. يجب أن يأخذ برنامج الروبوت أيضًا في الاعتبار شكل الأخدود المتغير حيث يملأ معدن اللحام المترسب المفصل.

قد يتطلب التكوين المزدوج على شكل حرف V تدوير قطعة العمل حتى يمكن إكمال اللحام من كلا الجانبين. غالبًا ما يكون محدد الموضع القابل للبرمجة ذا قيمة في هذه الحالة.

مفاصل U-Groove وJ-Groove

تستخدم الأخاديد U وJ مستحضرات ذات حافة منحنية. غالبًا ما يتم اختيارها عندما تكون هناك حاجة إلى وصلة عميقة ولكن يجب إدارة كمية معدن اللحام المترسب.

هذه المفاصل مناسبة للحام الآلي، لكنها تتطلب توجيهًا دقيقًا للشعلة. يجب أن يحافظ الروبوت على إمكانية الوصول إلى جدران الأخدود والجذر دون السماح لجسم الشعلة أو الفوهة بالاتصال بقطعة العمل.

نظرًا لأن شكل الأخدود يتغير عبر العمق، فقد يكون تخطيط المسار أكثر تعقيدًا من تخطيط الأخدود البسيط على شكل حرف V. يجب التحقق من صحة إجراءات التمرير المتعدد من خلال لحام العينات قبل بدء الإنتاج الكامل.

لحامات فيليه مقابل اللحامات الأخدود في الإنتاج الآلي

تمثل لحامات الشرائح والأخدود تحديات أتمتة مختلفة.

تُستخدم لحامات الشرائح بشكل شائع في مفاصل اللفة، والمفاصل T، ومفاصل الزاوية. يتم تشكيل مقطعها العرضي المثلث عند تقاطع سطحين. وهي مناسبة بشكل عام لروبوتات اللحام الصناعية لأن مسار التماس غالبًا ما يكون مرئيًا ومتكررًا.

المتطلبات الرئيسية هي:

• تقاطع ثابت بين كلا السطحين
• عمل الشعلة المناسب وزوايا السفر
• تحكم موثوق في حجم ساق اللحام
• تركيب مستقر على طول التماس الكامل
• مساحة كافية للفوهة وجسم الشعلة

يتم استخدام اللحامات الأخدود عندما يتطلب المفصل اختراقًا أعمق أو فتحة مُجهزة بين المكونات. غالبًا ما تتطلب تحديد موضع مسار أكثر دقة وقد تتضمن عدة طبقات.

المتطلبات الرئيسية هي:

• إعداد دقيق للحافة
• فتح الجذر المتحكم فيه
• محاذاة مستقرة
• تسلسل المرور الصحيح
• التنظيف بين التمريرات عند الحاجة
• السيطرة على التشوه والحرارة المتراكمة

قد يبدو لحام الشرائح أسهل، لكنه قد يصبح صعبًا عندما يكون جذر المفصل مخفيًا أو يتغير موضع العضو الرأسي. قد يبدو اللحام الأخدود أكثر تعقيدًا، ولكنه يمكن أن يكون قابلاً للتكرار بدرجة كبيرة عندما يتم التحكم في التحضير والتركيب بإحكام.

الاسم المشترك وحده لا يحدد صعوبة الأتمتة. عادة ما يكون اتساق التصنيع هو العامل الحاسم.

هل تستطيع روبوتات اللحام الصناعية التعامل مع المفاصل المنحنية والمعقدة؟

لا تقتصر روبوتات اللحام الصناعية الحديثة على طبقات مستقيمة. يمكن للروبوت متعدد المحاور أن يتبع مسارات دائرية ومنحنية وزاوية ومجزأة وثلاثية الأبعاد مع تغيير اتجاهه باستمرار.

تشمل التطبيقات المعقدة النموذجية ما يلي:

• طبقات دائرية حول الأنابيب أو الشفاه
• طبقات منحنية على الخزانات والقذائف المصنعة
• التقاطعات بين الأنابيب والألواح
• إطارات ذات وصلات زاوية متكررة
• طبقات طويلة تغير الاتجاه
• أخاديد متعددة التمريرات مع إزاحات مسار مختلفة
• التجمعات مع عدة أنواع مشتركة في دورة واحدة

يجب على الروبوت تنسيق موضعه واتجاهه عبر خط التماس. قد يتطلب المسار الذي يبدو سلسًا من الأعلى دورانًا كبيرًا للمعصم لأن زاوية العمل تتغير حول المكون.

A محطة عمل الروبوت التعاونية يمكن أن يدعم اللحامات الطويلة واللحام المستمر والمفاصل ذات الزوايا المعقدة عندما تتم مطابقة تخطيط محطة العمل ووصول الروبوت وطريقة البرمجة وموضع قطعة العمل بشكل صحيح.

قد تتطلب المفاصل المعقدة أيضًا ما يلي

• محدد موضع دوار
• مسار خطي
• محاور خارجية إضافية
• تخطيط المسار دون اتصال
• محاكاة الاصطدام
• أجهزة استشعار موقع التماس
• التتبع في الوقت الحقيقي
• حركة الروبوت وقطعة العمل المنسقة

غالبًا ما تكون الإستراتيجية الأكثر فعالية هي تحريك كل من الروبوت وقطعة العمل. إن تقديم التماس في اتجاه متحكم فيه يمكن أن يبسط مسار الروبوت ويحسن التحكم في حوض اللحام.

كيف يؤثر وصول الروبوت ووصول الشعلة على توافق المفاصل

لا يمكن أتمتة الوصلة إلا عندما تتمكن أداة اللحام الكاملة من الوصول إليها. يتحقق المهندسون أحيانًا مما إذا كان معصم الروبوت يمكنه الوصول إلى نقطة ما ولكنهم يتجاهلون الحجم الفعلي للشعلة والفوهة والكابل ووصلة تغذية الأسلاك والهيكل المحيط.

يجب أن تقوم دراسة الوصول المناسبة بفحص التماس بأكمله، وليس فقط نقاط البداية والنهاية.

زاوية العمل

تصف زاوية العمل كيفية توجيه الشعلة بالنسبة للأسطح التي تشكل المفصل. تتطلب المفاصل T والمفاصل اللفة عادةً أن تقسم الشعلة زاويتها بين سطحين.

زاوية السفر

تصف زاوية السفر كيفية إمالة الشعلة في اتجاه الحركة. قد تحتاج هذه الزاوية إلى البقاء مستقرة حيث يتبع الروبوت خط التماس المستقيم أو المنحني.

تخليص نقطة مركز الأداة

قد تصل النقطة المركزية للأداة المبرمجة إلى خط التماس حتى عندما يصطدم جسم الشعلة بلوحة أو أداة تقوية أو مشبك أو أداة تثبيت. يعد النموذج ثلاثي الأبعاد الكامل مفيدًا لتحديد هذه التعارضات.

وضعية المعصم

يجب على الروبوت تجنب أوضاع المعصم غير الملائمة، وحدود المفاصل، والتغيرات المفاجئة في الاتجاه. قد يؤدي التماس الذي يمكن الوصول إليه تقنيًا إلى خلق حركة غير مستقرة إذا كان على الروبوت المرور بالقرب من موضع واحد.

سلوك الكابل

يجب أن تتحرك كابلات الشعلة وخطوط الخدمة دون الإمساك بالأسطح الساخنة أو التواءها أو ملامستها. يصبح توجيه الكابلات مهمًا بشكل خاص على المسارات الدائرية ومتعددة الاتجاهات.

ولذلك يجب أن يأخذ اختيار الروبوت في الاعتبار مدى الوصول والاتجاه القابلين للاستخدام، وليس فقط الحد الأقصى للوصول المدرج في المواصفات.

متطلبات تصميم التركيبات وتحمل قطع العمل

يتبع الروبوت العلاقة بين نظام الإحداثيات المبرمج الخاص به والتركيبة. إذا لم تضع الوحدة كل جزء في نفس الموقع، فسوف ينفصل مسار اللحام تدريجيًا عن المفصل الحقيقي.

يجب أن تؤدي تركيبات اللحام الآلية الموثوقة أربع وظائف:

إنشاء نقاط مرجعية واضحة

يجب أن يتم تحديد موقع قطعة العمل مقابل أسطح مسند مستقرة. تحدد هذه النقاط المرجعية المكان الذي يتوقع الروبوت أن يكون فيه المفصل.

أمسك المكونات دون حركة

يجب أن تقاوم المشابك الحركة الناتجة عن التحميل واللحام والتمدد الحراري وقوى اللحام. الجزء الذي يتغير أثناء اللحام لم يعد من الممكن أن يتطابق مع مسار الروبوت.

الحفاظ على الوصول إلى الشعلة

المشبك القوي ليس مفيدًا إذا كان يسد الفوهة أو يمنع الروبوت من الحفاظ على الزاوية المطلوبة. يجب مراجعة مواضع المشبك مع محاكاة الروبوت.

السماح بالتحميل والتفريغ العملي

يجب أن تدعم التركيبات الإنتاج، وليس دقة اللحام فقط. يحتاج المشغلون إلى وصول كافٍ إلى أجزاء التحميل، وتأكيد الاتجاه، وتطبيق المشابك، وإزالة التجميع، وفحص اللحامات المكتملة.

يجب تقييم مدى تحمل قطعة العمل عند خط التماس، وليس فقط عند أبعاد المنتج الإجمالية. يمكن أن تتراكم الاختلافات الصغيرة في القطع أو الثني أو التشكيل أو تجميع المسامير وتنتج خطأً كبيرًا في موضع التماس.

على سبيل المثال، قد يلبي الإطار الطويل متطلبات الأبعاد الإجمالية الخاصة به بينما يتم وضع أداة تقوية داخلية واحدة بشكل مختلف على كل وحدة. سوف يكرر الروبوت المسار المبرمج بدقة، لكنه قد لا يلحم مركز المفصل بعد الآن.

كيف تعمل الرؤية ثلاثية الأبعاد وتتبع التماس على تحسين القدرة على التكيف المشترك

يجب أن تتحكم التركيبات في أكبر قدر ممكن من الاختلاف قدر الإمكان، ولكن لا يمكن تصنيع كل منتج بمواضع درزات متطابقة. قد تتطلب التصنيعات الكبيرة والمكونات المشكلة والتجمعات الملحومة والمنتجات المتغيرة بشكل متكرر تقنية استشعار.

وظائف الاستشعار المختلفة تحل مشاكل مختلفة.

موقع التماس ما قبل اللحام

تقوم الكاميرا أو مستشعر الليزر بمسح قطعة العمل قبل اللحام. يقوم النظام بمقارنة المفصل المكتشف بالهندسة المتوقعة وضبط المسار قبل بدء القوس.

تكون هذه الطريقة مفيدة عندما يتم إزاحة خط التماس بالكامل ولكنه يظل مستقرًا أثناء اللحام.

استشعار اللمس

يتصل سلك اللحام أو مسبار آخر بالأسطح المحددة لحساب موضع المفصل الفعلي. يمكن أن يكون الاستشعار باللمس فعالاً في عمليات الفحص المرجعية البسيطة، على الرغم من أنه يضيف خطوات إلى الدورة.

تتبع التماس من خلال القوس

يستخدم نظام التحكم التغييرات في إشارات اللحام لتقدير موقع الوصلة أثناء إجراء اللحام. يرتبط هذا النهج عادةً بتكوينات الأخدود أو الشرائح المناسبة ويتطلب ظروف عملية مستقرة.

تتبع التماس بالليزر

يقوم مستشعر الليزر بمراقبة المفصل مباشرة قبل وصول الشعلة إليه. يمكن للروبوت بعد ذلك تصحيح المسار مع تغير موضع التماس.

رؤية ثلاثية الأبعاد وتوليد المسار التلقائي

يمكن للنظام الموجه بالرؤية مسح هندسة قطع العمل الأوسع، والتعرف على ميزات التماس، وإنشاء مسارات الروبوت أو تصحيحها. يعد هذا ذا قيمة خاصة لإنتاج المزيج العالي والمفاصل التي لا يمكن وضعها بشكل مماثل بواسطة التركيبات الأساسية.

A محطة عمل لحام خالية من التدريس يجمع بين الرؤية ثلاثية الأبعاد والتعرف على التماس والتخطيط التلقائي للمسار للتعامل مع الخطوط المستقيمة والمفاصل الزاوية والأقواس وملامح اللحام المدمجة مع اعتماد أقل على التدريس التقليدي نقطة بنقطة.

الرؤية لا تلغي الحاجة إلى إعداد جيد للمفاصل. فهو يوسع قدرة النظام على الاستجابة للتغيرات القابلة للقياس. لا يزال من الممكن أن تمنع الفجوات المفرطة أو التلوث أو سوء إعداد الحواف أو المسامير غير المستقرة أو التشوه الشديد اللحام المقبول.

المشاكل الشائعة عند أتمتة وصلات اللحام المختلفة

قد يكون المفصل مناسبًا من الناحية النظرية ولكنه صعب في الإنتاج اليومي. العديد من المشاكل المتكررة تفسر السبب.

المسار المبرمج صحيح، لكن التماس يتحرك

يشير هذا عادةً إلى أبعاد الأجزاء غير المتسقة، أو ضعف التحكم في المسند، أو ضعف اللحام، أو حركة التركيبات.

قد يتضمن الحل تحسين الإعداد الأولي، أو إعادة تصميم التركيبات، أو إضافة فحوصات مرجعية، أو استخدام تقنية تحديد موقع التماس.

يصل الروبوت إلى خط التماس لكنه لا يستطيع الحفاظ على زاوية الشعلة

يحدث هذا غالبًا في الزوايا العميقة أو أدوات التقوية المتقاربة أو الإطارات الداخلية أو المفاصل القريبة من المشابك.

تشمل الحلول الممكنة تغيير تصميم الشعلة، أو نقل المشابك، أو تدوير قطعة العمل، أو إضافة محور خارجي، أو ضبط تسلسل المفصل.

يتم لحام القسم الأول بشكل صحيح، ولكن النهاية تتحرك خارج موضعها

قد تتشوه اللحامات الطويلة مع تراكم الحرارة. يمكن أن يتحرك الجزء على الرغم من وضعه بشكل صحيح قبل اللحام.

قد تكون هناك حاجة إلى تسلسل منقح، أو نمط لحام متوازن، أو تقييد إضافي، أو انخفاض مدخلات الحرارة، أو استراتيجية لحام متقطعة.

يتغير حجم الشرائح على طول المفصل

يمكن أن يحدث هذا بسبب تغيير الفجوات، أو موضع المكون غير المتساوي، أو زاوية السفر غير المستقرة، أو وضع السلك غير الصحيح، أو الاختلاف في جذر المفصل الفعلي.

يجب مراجعة العملية كنظام كامل بدلاً من تصحيحها فقط من خلال سرعة الروبوت.

اللحامات متعددة التمريرات لا تتم محاذاتها

يمكن أن تؤثر الأخطاء في تمرير الجذر على كل تمريرة لاحقة. قد يؤدي الخبث أو التناثر أو التشويه أو إزاحة المسار غير الدقيقة أيضًا إلى تغيير الأخدود المتاح.

تتطلب أتمتة التمريرات المتعددة تخطيط طبقة تم التحقق من صحتها، وإجراءات تنظيف موثوقة، وتتبعًا متسقًا لملف اللحام المتطور.

تحتوي الدورة على عدد كبير جدًا من عمليات إعادة توجيه الروبوت

قد يجبر التصميم المشترك الروبوت على التوقف بشكل متكرر، والتراجع، وتدوير معصمه، والاقتراب من اتجاه آخر. على الرغم من أن اللحامات ممكنة من الناحية الفنية، إلا أن الخلية قد تصبح معقدة دون داع.

قد يؤدي تغيير اتجاه قطعة العمل أو استخدام محدد الموضع إلى إنشاء تسلسل أبسط وأكثر موثوقية.

كيفية تقييم وصلة اللحام قبل تكامل الروبوت

قبل اختيار روبوتات اللحام الصناعية، يجب على الشركات المصنعة إكمال مراجعة منظمة لقطعة العمل الفعلية.

1. تحديد كل مفصل

سجل نوع الوصلة وطول التماس وحجم اللحام وموضع اللحام والمواد والسمك والمظهر المطلوب. لا تفترض أن اللحامات ذات المظهر المماثل تستخدم نفس الإجراء.

2. قياس التباين الحقيقي في الإنتاج

افحص العديد من قطع العمل بدلاً من الاعتماد على رسم أو عينة واحدة فقط. قم بقياس تباين الفجوة، ومحاذاة الحافة، وموضع المسار، وحركة التماس، والتشويه العام.

3. تأكيد الوصول إلى الشعلة

قم بمراجعة غلاف الشعلة الكامل على طول كل خط. قم بتضمين الفوهة والكابل والمشابك والتركيبات والمكونات المجاورة ومعصم الروبوت.

4. حدد عملية اللحام

قم بمطابقة العملية مع هندسة المفصل والمواد ومتطلبات الاختراق وحاجة الترسيب وحالة السطح ومعايير الجودة.

5. تحديد استراتيجية التثبيت

حدد الأسطح التي تحدد موقع الجزء، ومكان وضع المشابك، وكيفية التحكم في التشوه، وكيفية تحميل المشغلين للتجميع.

6. قرر ما إذا كانت هناك حاجة للاستشعار

قد تستخدم المفاصل المستقرة والمتكررة برمجة التدريس والتكرار. قد تتطلب المفاصل المتغيرة استشعار اللمس أو التتبع بالليزر أو الرؤية ثلاثية الأبعاد أو تصحيح المسار التكيفي.

7. تخطيط تسلسل اللحام

فكر في كيفية تأثير الحرارة الناتجة عن أحد التماس على الآخر. قم بتبديل الجوانب، أو تدوير قطعة العمل، أو تقسيم الطبقات الطويلة، أو جدولة فترات التبريد عند الضرورة.

8. التحقق من صحة العينات التمثيلية

يجب أن يستخدم اللحام التجريبي أجزاء تمثيلية للإنتاج، وليس قطعًا توضيحية معدة خصيصًا. يجب أن يتحقق الاختبار من دقة المسار، والاندماج، والاختراق، والمظهر، والتشوه، وتدفق الدورة، وإمكانية الوصول، والتعامل مع المشغل.

اختبار الأتمتة المفيد ليس “هل يستطيع الروبوت القيام بهذه الحركة؟” السؤال الأفضل هو “هل يمكن للنظام الكامل تكرار هذا اللحام بشكل موثوق عبر تباين الإنتاج العادي؟”

خاتمة

يمكن لروبوتات اللحام الصناعية التعامل مع المفاصل التناكبية، والمفاصل اللفة، والمفاصل T، ومفاصل الزاوية، ومفاصل الحافة، ولحامات الشرائح، ولحامات الأخدود، والدرزات المنحنية، والعديد من التكوينات المعقدة متعددة التمريرات.

نادرًا ما يكون العامل المحدد هو الاسم المشترك. تأتي القيود الحقيقية من اختلاف التماس، ومنع الوصول إلى الشعلة، والتركيبات غير المناسبة، والتشويه غير المنضبط، وسوء إعداد الحافة، وعدم التطابق بين نظام الروبوت وقطعة العمل.

عادةً ما تكون المفاصل المستقيمة والمتكررة ذات التركيب المستقر هي الأسهل في التشغيل الآلي. تتطلب المفاصل المنحنية أو العميقة أو المتغيرة أو متعددة التمريرات تخطيطًا أكثر تفصيلاً للعملية وقد تستفيد من أدوات تحديد المواقع أو المحاور الخارجية أو تتبع التماس أو الرؤية ثلاثية الأبعاد.

تبدأ أقوى مشاريع اللحام الآلي بالتحليل المشترك بدلاً من اختيار الروبوت. عندما يتم تصميم قطعة العمل والتركيب والعملية ونظام الحركة وطريقة الاستشعار معًا، يمكن لروبوتات اللحام الصناعية أن تنتج نتائج متسقة عبر مجموعة واسعة من التجميعات الصناعية.

الأسئلة الشائعة