إذا كنت قد قضيت وقتًا في ورشة لحام (أو حتى شاهدت عرضًا حول التصنيع)، فأنت تعرف مدى أهمية السرعة - بالنسبة للخط، والسباق، ونعم، حتى اللحام. ولكن هذا هو الأمر: لقد كنت أبيع روبوتات اللحام التعاونية المتنقلة منذ بضع سنوات حتى الآن، والسؤال الوحيد الذي أطرحه طوال الوقت هو: "هل مدى سرعة تحرك الروبوت يؤدي بالفعل إلى إفساد جودة اللحام؟" إنها ليست إجابة عشوائية، "إنها تعتمد على" - هناك علم حقيقي وراء ذلك، وإذا كنت مصنعًا يحاول خفض التكاليف دون حرق الأجزاء، فهذا مهم.
لنبدأ بالأساسيات. لا تقتصر جودة اللحام على المظهر الجميل فقط (على الرغم من أن اللحامات الجميلة تساعد في الفحص). يتعلق الأمر بالاختراق والانصهار وعدم المسامية والحد الأدنى من التناثر. تتحكم سرعة حركة الروبوت بشكل مباشر في مدة تعرض حوض اللحام لمصدر الحرارة - عادةً MIG أو TIG أو البلازما للروبوتات التعاونية. سريع جدًا، ولا تمنح المعدن وقتًا كافيًا ليذوب بشكل صحيح أو حتى يتدفق معدن الحشو (في حالة استخدامه) إلى المفصل. يؤدي البطء الشديد إلى ارتفاع درجة حرارة المعدن الأساسي، مما يتسبب في تشويهه أو احتراقه أو حتى تشققه. إنه توازن محكم، خاصة عندما تعمل مع إعداد متنقل مقابل ذراع ثابتة - المزيد عن ذلك لاحقًا.
دعونا نحلل تأثير السرعة. أولاً، الاختراق: هذا هو مدى عمق ذوبان اللحام في المعدن الأساسي، وهو أمر غير قابل للتفاوض بالنسبة للأجزاء الهيكلية (فكر في المعدات الزراعية، أو الإطارات المعدنية، أو الأقواس الثقيلة). إذا تحرك الروبوت بسرعة كبيرة جدًا، تنخفض الحرارة المدخلة لكل وحدة طول. على سبيل المثال، إذا كان تيار اللحام الخاص بك هو 180 أمبير والجهد 24 فولت، فإن التحرك بسرعة 10 بوصات في الدقيقة مقابل 20 بوصة في الدقيقة يعني أنه يتم تطبيق نصف كمية الحرارة على كل بوصة من المفصل. قد يفلت المعدن الرقيق من التحركات السريعة، لكن الفولاذ السميك؟ ستحصل على لحام ضحل وضعيف ينقطع تحت الضغط. لقد رأيت مصنعين يختبرون هذا باستخدام الأجزاء القديمة - بسرعة كبيرة، وينكسر اللحام أثناء اختبار السحب في كل مرة.
ثم هناك الاندماج: وذلك عندما يقوم حوض اللحام بإذابة القطعتين المعدنيتين الأساسيتين بحيث تترابطان معًا، وليس فقط الحشو الموجود في الأعلى. قد تبدو السرعة البطيئة مفيدة لمزيد من الحرارة، ولكنها بطيئة جدًا ويمكن أن تحصل على "إفراط في اللحام" - حيث تتراكم مادة الحشو أكثر من اللازم، ولا تختلط مع المعدن الأساسي، وتخلق مفاصل هشة. المسامية هي فقاعات غازية كبيرة وصغيرة أخرى تتشكل عندما يبرد اللحام بسرعة كبيرة أو عندما يكون هناك الكثير من الهواء حوله. إذا كان الروبوت يتحرك بالسرعة المناسبة، فيمكن للغاز أن يتسرب قبل أن يتصلب المعدن. وبسرعة كبيرة، يبرد المعدن قبل أن تخرج الفقاعات؛ بطيئة جدًا، وقد تؤدي الحرارة الزائدة إلى سحب الهواء إلى داخل المفصل. ترشيش أيضًا - لا أحد يحب تنظيف ذلك. يمكن أن تؤدي السرعة السريعة إلى قوس غير مستقر، مما يجعل التناثر يتطاير في كل مكان، في حين أن السرعة البطيئة قد تسمح للقوس بالبقاء في مكان واحد وتتسبب في تناثر إضافي أو احتراق.
الآن، أبيع روبوتات اللحام التعاونية المتنقلة، لذا دعونا نتحدث عن كيفية تغيير التنقل لهذا الأمر. يتم تثبيت الروبوتات الثابتة في مكان واحد، بحيث تكون سرعتها متسقة عبر منطقة العمل. تتدحرج تلك المتحركة على عجلات، لذلك يمكن أن تتغير حركتها قليلاً إذا لم تكن الأرضية مسطحة تمامًا، أو إذا كان الجزء غير مستوي. لهذا السبب تحتاج إعدادات الهاتف المحمول إلى ضوابط معايرة للسرعة - إذا أبطأ الروبوت الخاص بك عند انخفاض بسيط على أرضية المتجر، فقد تتعرض لاحتراق هناك، بينما يؤدي الاصطدام إلى تسريعه وتخطي نقطة ما. لقد عملت ذات مرة مع متجر تصنيع صغير تحول من روبوت ثابت إلى روبوت اللحام التعاوني المتنقل الخاص بنا واعتقدت أن "السرعة هي السرعة" - لم يقوموا بإعادة المعايرة للأرضيات غير المستوية، وكان عليهم إعادة صياغة 20% من أجزائهم لمدة شهر. وبمجرد تعديل السرعة لكل قسم، انخفض ذلك إلى أقل من 2%.
مهلا، ليست كل روبوتات اللحام متشابهة، أليس كذلك؟ نحن نقدم نماذج مختلفة لوظائف مختلفة. على سبيل المثال، يعد روبوت اللحام الذي يصل إلى 1600 ذراع مثاليًا للأجزاء الأكبر حجمًا التي لا يمكن للذراع الثابتة الوصول إليها، لذا فإن السرعة هناك مهمة للحصول على لحامات متسقة عبر سطح أكبر. يتيح لك روبوت اللحام التعاوني القابل للبرمجة الخاص بنا إدخال سرعة مخصصة لكل مسار لحام، وهو ما يغير قواعد اللعبة بالنسبة للأجزاء ذات سماكة المفاصل المتفاوتة - مثل الدعامة السميكة في مكان ما والرفيعة في مكان آخر. إذا كنت تستخدم سرعة بحجم واحد فقط، فسوف تفسد كلا الطرفين. أيضًا، يعد روبوت اللحام المغناطيسي الخاص بنا رائعًا لتثبيت الأجزاء في مكانها أثناء اللحام، وبالتالي فإن حركة الروبوت لا تتغير في منتصف العمل، ويرتبط استقرار الجزء بالسرعة أيضًا، لأنه إذا تحرك الجزء، فيجب على الروبوت التعويض وقد تنخفض السرعة.
دعونا ندخل في أرقام العالم الحقيقي. اختبار شائع نقوم به مع العملاء: الفولاذ الرقيق (1/8 بوصة) للمقطورات. السرعة المثلى هي 15-18 صورة في الدقيقة. انتقل إلى 25 صورة في الدقيقة، وسينخفض الاختراق بنسبة 30% - ولن يصمد اللحام أثناء اختبار الحمل. انتقل إلى الساعة 10 مساءً، وستتعرض للحرق على المعدن الرقيق. بالنسبة للمعدن الأكثر سمكًا (1/4 بوصة)، تكون النقطة المثالية أبطأ بمقدار 10-12 صورة في الدقيقة للحصول على اختراق كافٍ دون ارتفاع درجة الحرارة. هذا ليس عشوائيا. إنه من اختباراتنا الداخلية، ولكنه أيضًا من معايير الصناعة من جمعية اللحام الأمريكية (AWS)، والتي أوصي دائمًا بالتحقق منها لأنها ليست مجرد حديث مبيعاتنا.
عامل آخر: زاوية السفر. تتفاعل سرعة الروبوت مع الزاوية التي يتحرك بها عند السحب مقابل زاوية الدفع. إذا كنت تستخدم زاوية دفع (شائعة في MIG)، فقد تساعد السرعة الأبطأ قليلاً في الدمج، بينما تحتاج زاوية السحب إلى سرعة لمسية أكبر. ولكن إذا كانت سرعة الروبوت الخاص بك معطلة، فحتى الزاوية اليمنى لن تصلح الأمر. لقد سألني العملاء عما إذا كان بإمكانهم فقط ضبط الروبوت على سرعة "متوسطة" وتجاهله - بأي حال من الأحوال. كل مفصل، كل جزء، كل مادة تحتاج إلى تعديل السرعة. ولهذا السبب تعتبر الروبوتات التعاونية أفضل للوظائف الصغيرة، لأنه يمكنك تعديل السرعة لكل جزء، على عكس روبوتات الخطوط الثابتة التي يتم إعدادها مرة واحدة للإنتاج الضخم.
ماذا عن الأخطاء الشائعة؟ غالبًا ما يفكر مستخدمو الروبوتات الجدد بشكل أسرع = المزيد من الأجزاء في الساعة، لذلك يقومون بزيادة السرعة. ولكن إذا كانت اللحامات سيئة، فإنك تهدر وقتًا أطول في إعادة العمل أو إلغاء الأجزاء مقارنةً بالوقت الذي وفرته بالمضي قدمًا بسرعة. أخبرني أحد العملاء العام الماضي أنهم كانوا ينتجون 10 أجزاء في الساعة باستخدام روبوتهم القديم، لكن 3 منها كانت خردة. لقد تحولوا إلى روبوت اللحام التعاوني الخاص بنا، وضبطوا السرعة الصحيحة لكل جزء، وحصلوا على 12 جزءًا في الساعة، وانخفض معدل الخردة إلى 2%. وهذا يعني أن تحسين سرعة الفوز لا يقتصر فقط على التحرك بشكل أسرع، بل يتعلق أيضًا بالتحرك بالسرعة المناسبة.
ومع الروبوتات المحمولة، عليك أن تأخذ في الاعتبار وقت الإعداد أيضًا. إذا كنت تقوم بنقل الروبوت من محطة عمل إلى أخرى، فأنت لا تريد أن يتحرك بأقصى سرعة حول منطقة الأمان في المتجر أولاً، ولكن أيضًا، عندما يكون بالقرب من جزء ما، يجب أن يتباطأ حتى يصل إلى سرعة اللحام. تحتوي روبوتاتنا على أجهزة استشعار مدمجة تضبط السرعة بناءً على المسافة من الجزء، مما يزيل التخمين. لا مزيد من القلق إذا تحرك الروبوت بسرعة كبيرة عندما يقترب من المفصل.
انتظر، هل هناك حالة يكون فيها الأسرع أفضل؟ ربما للمواد الرقيقة جدًا أو تطبيقات اللحام عالية السرعة، ولكن هذا متخصص. يعمل معظم المصنعين باستخدام الفولاذ متوسط السُمك، أو الألومنيوم، أو الفولاذ المقاوم للصدأ، ولهذا السبب، يعد اتساق السرعة أكثر أهمية من السرعة الخام. إن الروبوت الذي يتحرك بسرعة ثابتة تبلغ 15 صورة في الدقيقة أفضل من الروبوت الذي يتحرك بسرعة 20 صورة في الدقيقة لنصف عملية اللحام ويزحف بسرعة 8 صورة في الدقيقة للنصف الآخر. هذا هو المكان الذي تتألق فيه الروبوتات القابلة للبرمجة، حيث يمكنك رسم مسار اللحام بالكامل، وتحديد السرعة لكل بوصة، بحيث يكون الأمر متسقًا.
إذن، ماذا يجب أن تفعل إذا كنت تتعامل مع سرعة روبوت اللحام؟ أولاً، اختبر سمك كل مادة وجزء منها للعثور على النقطة المناسبة. استخدم إرشادات AWS كنقطة بداية، ثم قم بالتعديل باستخدام الأجزاء الخاصة بك. إذا كنت تستخدم روبوتًا متنقلًا، فتأكد من معايرته ليتناسب مع أرضية متجرك، حيث يمكن للأسطح غير المستوية أن تؤدي إلى إعاقة الحركة. إذا كنت تعمل على أجزاء صغيرة أو مخصصة، فاحصل على روبوت قابل للبرمجة حتى تتمكن من ضبط السرعة بسرعة. ولا تنس أن التركيبات المغناطيسية التي تحمل الأجزاء يمكن أن تحافظ على ثبات الأجزاء، وبالتالي لا تتعطل حركة الروبوت، مما يساعد في الحفاظ على ثبات السرعة.
في نهاية المطاف، تعد سرعة حركة الروبوت متغيرًا أساسيًا يؤثر على جودة اللحام أو يفسدها. إنه ليس شيئًا يمكنك ضبطه ونسيانه، ولكن باستخدام الروبوت المناسب - مثل نماذجنا المحمولة أو القابلة للبرمجة أو المغناطيسية - والقليل من الاختبار، يمكنك الحصول على لحامات متسقة وعالية الجودة دون إضاعة الوقت أو المواد.
إذا كنت تتطلع إلى ترقية إعداد اللحام الخاص بك وتريد التحدث عن كيفية عمل سرعة الروبوت لأجزاء معينة لديك، فاتصل بنا. يمكننا مساعدتك في العثور على الروبوت المناسب لمتجرك، سواء كان ذلك روبوت اللحام التعاوني المتنقل لتوفير مساحة أرضية مرنة، أو روبوت اللحام الذي يصل إلى 1600 ذراع للأجزاء الأكبر حجمًا، أو نموذج قابل للبرمجة للوظائف المخصصة.
مراجع:
- جمعية اللحام الأمريكية. (2022). دليل لاستخدام الأتمتة والروبوتات في اللحام. أوس D16.1/D16.1M:2022.
- لين، س.، وإيجر، TW (2020). تأثير سرعة الحركة على هندسة خرزة اللحام في اللحام بالقوس المعدني الغازي. مجلة عمليات التصنيع، 56، 452-459.
- المنظمة الدولية للتوحيد القياسي. (2019). الروبوتات والأجهزة الروبوتية – متطلبات السلامة للروبوتات الصناعية – الجزء الأول: الروبوتات. آيزو 10218-1:2019.
