مقدمة عن روبوتات اللحام بالليزر

مع ازدياد تعقيد المكونات المصنعة، يزداد الطلب على حلول التجميع الدقيقة. وتتفاقم هذه المشكلة مع إنتاج البلاستيك لأجزاء أكثر تعقيدًا. يوفر اللحام بالليزر حلًا لهذه المشكلات، كما أنه يُسهّل لحام المواد الصعبة كالنحاس والألومنيوم، وهي مواد شائعة في تصنيع أنظمة البطاريات. قد تقوم بعض المصانع بلحام المواد يدويًا باستخدام الليزر، إلا أن المصنّعين يعتمدون عادةً على الأتمتة نظرًا للطلب المتزايد على الدقة.
الصناعات الخاصة بروبوتات اللحام بالليزر

تُستخدم روبوتات اللحام بالليزر في تطبيقات متخصصة ضمن قطاع التصنيع. وقليلٌ من الصناعات تتطلب الخصائص والمزايا الفريدة للحام بالليزر. ومع ذلك، يُعدّ الوصول إلى اللحام الآلي بالليزر أمرًا حيويًا لتلك الصناعات. ومن الأمثلة على ذلك:

1. السيارات
2. الفضاء الجوي
4. الإلكترونيات
5. الرعاية الصحية
6. المعادن
7. البلاستيك

تُعدّ خلية اللحام الروبوتية مزيجًا معقدًا من أنظمة فرعية أخرى. في البداية، قد يكون تتبع المكونات المطلوبة أمرًا شاقًا. لذا، دعونا نقسم هذا النظام إلى أجزائه:

الروبوت

يُعدّ روبوت اللحام المكوّن الأساسي في خلية اللحام. ويُقصد بالروبوت هنا آلياته وأنظمة التحكم الخاصة به. وبغض النظر عن نوعه، فإنّ الروبوت مسؤول عن تطبيق اللحام. يقوم هذا المكوّن بتحريك جهاز الليزر وتشغيله مباشرةً. ينبغي أن تُوجّه متطلبات التطبيق عملية اختيار الروبوت بشكل أساسي. تتميّز نماذج الروبوتات بخصائص تصميمية مختلفة. عند اختيار الروبوت، يجب مراعاة معايير مثل المدى، وسعة الحمولة، والسرعة، والدقة. ستتطلّب متطلبات التطبيق خصائص أداء مُحدّدة تُضيّق نطاق أنواع الروبوتات المناسبة لمشروعك. سنستعرض بعض خيارات اختيار الروبوت في القسم التالي.

الليزر

يُعدّ نظام الليزر مسؤولاً عن توليد شعاع اللحام. يتألف الليزر من رأس الجهاز ومولد/مضخم الطاقة، والذي قد يكون مكونًا منفصلاً في بعض الأحيان. تُساعد متطلبات المادة واللحام في تحديد نوع الليزر المطلوب. تأكد من فهمك لنوع الليزر الأنسب لتطبيق اللحام الخاص بك.

تبريد

تتطلب معظم أنواع الليزر نظام تبريد للعمل. تولد الليزرات مستويات عالية من الحرارة، مما قد يُلحق الضرر بالمكونات الداخلية. تحافظ أنظمة التبريد على درجة حرارة الليزر ضمن النطاق التشغيلي، ولذلك تُعدّ أنظمة تبريد الليزر جزءًا أساسيًا من حزمة الليزر المتكاملة.

عرض الأجزاء

ينبغي مراعاة كيفية تقديم القطعة للروبوت للحام. غالبًا ما تتوفر خيارات أكثر في هذا المجال لأنظمة اللحام بالليزر، وذلك بفضل التأثير المادي المنخفض الذي تُحدثه هذه العملية على القطعة أثناء اللحام. تشمل الخيارات الشائعة ما يلي:

1. السيور الناقلة
2. قوالب التشكيل
3. مشغلات الأقراص الدوارة
4. المشابك
5. روبوتات أخرى

أنظمة الاستشعار/المراقبة

يأتي هذا النظام عالي التقنية مزودًا بمعدات استشعار متطورة. وتُعدّ مستشعرات درجة الحرارة ومعدات السلامة من العناصر الأساسية في خلايا اللحام. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ أجهزة تتبع الشعاع والدرزة شائعة الاستخدام. غالبًا ما يُزوّد ​​الموردون هذه الأنظمة بأنظمة رؤية. توفر هذه الأنظمة مجموعة متنوعة من الوظائف، وقد تُفضّل ميزات مختلفة بناءً على التطبيق. تشمل التطبيقات الشائعة ما يلي:

1. مراقبة الجودة/التفتيش
2. السلامة
3. المراقبة الحرارية

أمان

تُعدّ عملية اللحام بالليزر من التطبيقات الخطيرة على الأفراد. لذا، من الضروري تطبيق إجراءات السلامة لحماية العاملين. وتشمل إجراءات الحدّ من المخاطر عادةً ما يلي:

1. حواجز/أسوار السلامة
2. ستائر خفيفة
3. الماسح الضوئي للسلامة
4. أنظمة الإغلاق/التعليق
5. تبديل بين رجل وامرأة

أنواع روبوتات اللحام بالليزر المستخدمة اليوم

يحتكر نوعان من الروبوتات سوق اللحام بالليزر. توفر هذه الروبوتات الوظائف اللازمة لأتمتة عملية اللحام بالليزر، إلا أن هناك اختلافات جوهرية بينها. يساعدك فهم هذه الاختلافات على تحديد الروبوت الأنسب لتطبيقك.
روبوتات سداسية المحاور

توفر الروبوتات سداسية المحاور مزيجًا رائعًا من السرعة والمدى وقدرة الحمولة. وتغطي هذه الروبوتات غالبية تطبيقات اللحام بالليزر، وتتفوق في مهام اللحام الصغيرة والمتوسطة الحجم. كما يساعدها نطاق حركتها الممتاز على لحام الأجزاء ذات الأشكال الهندسية المعقدة.

مع ذلك، قد تحدّ عيوب الروبوتات سداسية المحاور من ملاءمتها للمهام الكبيرة. فعلى سبيل المثال، يقتصر مداها على متر أو مترين. وللأسف، ينطبق هذا حتى على أكبر الروبوتات. لكن بإمكان المصنّعين التغلب على هذا القصور باستخدام وحدة نقل الروبوت (RTU). تعمل هذه الوحدة على زيادة مدى الروبوت سداسي المحاور، إلا أنها تُعدّ قطعةً باهظة الثمن من المعدات، كما أن لها تكاليف واعتبارات تكامل منفصلة.

بالإضافة إلى ذلك، ستكون للروبوتات حد أقصى لقدرة حمولتها، مما يحد من قدرتها على التعامل مع أشعة الليزر الهائلة اللازمة لبعض المهام. وللأسف، لا يمكن التغلب على هذا القيد إلا باستخدام روبوت أكثر قوة أو نوع مختلف.

روبوتات الجسر

توفر الروبوتات الجسرية قدرة غير محدودة تقريبًا في لحام الليزر. ويمكن للموردين تهيئة هذه الروبوتات لتناسب أكبر التطبيقات. إضافةً إلى ذلك، تسمح صلابتها الميكانيكية الفائقة بتحريك أكبر أجهزة الليزر. علاوة على ذلك، يُمكّنها تصميمها البسيط من تحقيق مستويات دقة لا مثيل لها.

لا تخلو هذه المزايا من عيوب. فالروبوتات ذات البوابات محدودة القدرة على التعامل مع الأجزاء المعقدة. أما الروبوتات سداسية المحاور فهي مصممة بشكل أفضل للمهام التي تتطلب دقة عالية، إذ يسمح لها تصميمها متعدد المفاصل بالتفوق في مثل هذه التطبيقات.

أنواع موردي روبوتات اللحام بالليزر

الآن وقد أصبحت لديك فكرة واضحة عن أساسيات لحام الليزر الروبوتي، فإن خطوتك التالية على الأرجح هي البحث عن موردين محتملين. يوجد العديد من الخيارات في سوق لحام الروبوتات، فلنستعرض بعض أنواع الموردين الشائعة. هذه المعلومات الواضحة تُسهّل عليك تصنيف الموردين في بحثك. في النهاية، سيساعدك فهم المورد الأنسب لك على دمج النظام بسلاسة.

مصنعي الروبوتات

يقوم مصنّعو الروبوتات بتصميمها وتصنيعها وبيعها. وتغطي معظم الشركات المصنّعة نطاقًا واسعًا من التطبيقات والصناعات. بل إن بعضها يمتلك نماذج فريدة مُحسّنة خصيصًا لأعمال اللحام. تشمل مزايا الشراء مباشرةً من الشركة المصنّعة ما يلي:

1. الوصول المباشر إلى أفضل دعم هندسي
2. خيارات مُعدة مسبقًا
3. الحلول الهندسية
4. أفضل وصول للتدريب
5. مثالي للاستخدامات القياسية

المكاملون

مُكاملِي الأنظمة هم مُزوِّدو حلول من جهات خارجية. وهم عادةً شركاء قنوات رسميون لشركة تصنيع روبوتات واحدة على الأقل. يتمتع مُكاملِي الأنظمة عادةً بإمكانية الوصول إلى خطوط إنتاج أخرى من المعدات ذات الصلة بنظام الروبوت. تشمل مزايا العمل مع مُكاملِي الأنظمة ما يلي:

1. غالباً ما يقدمون أفضل دعم محلي
2. مرونة عالية للحلول المخصصة
3. عادةً ما يقدمون مجموعة متنوعة من الخدمات خارج نطاق الروبوتات

موفرو حلول الأنظمة (مصنعي المعدات الأصلية)

يُقدّم مُزوّدو حلول الأنظمة حزم روبوتات جاهزة للاستخدام. هذه الأنظمة المُهيّأة مُسبقًا مُصممة خصيصًا لتطبيق مُحدد. غالبًا ما توجد اختلافات في هذه الحزم لتغطية نطاق واسع من متطلبات التطبيقات. تشمل مزايا العمل مع هؤلاء المُورّدين ما يلي:

1. فعال من حيث التكلفة بشكل عام
2. عادةً ما يتم بناؤها بميزات فريدة
3. سهولة الاستخدام
4. التوافق مع الأنظمة الأخرى (الصناعة 4.0)
5. التكامل السريع
6. التدريب على النظام

يُعد اللحام بالليزر أحد أكثر التطبيقات عالية التقنية في اللحام الحديث، وتساعد الأتمتة المصنعين على تحقيق المزيد من الإنتاجية في هذه العملية.
باعتبارها مجالًا فرعيًا متخصصًا ضمن صناعة اللحام الأوسع، قد يكتنف اللحام بالليزر وكيفية أتمتته بعض الغموض. يُعدّ فهم الموردين ومكونات نظام اللحام بالليزر الروبوتي أمرًا بالغ الأهمية لبدء رحلة الأتمتة. إنّ إلمامك بهذه الحقائق ضروري لأتمتة هذه المهمة بنجاح. ستتناول هذه المقالة المواضيع المذكورة أعلاه لتمنحك الثقة اللازمة للمضي قدمًا في إنشاء أول خلية روبوتية للحام بالليزر.