ربات جوشکاری صنعتی چگونه کار میکند؟
در فناوری جوشکاری خودکار مدرن، رباتهای جوشکاری صنعتی به لطف مکانیسم عملیاتی کارآمد خود به عنوان یک راه حل ظهور کردهاند. با پیشرفت مداوم علم و فناوری، مشکلاتی در جوشکاری دستی سنتی، مانند راندمان پایین و کیفیت ناپایدار، شناسایی شده است. برای برآوردن تقاضا برای جوشکاری با حجم بالا و کیفیت بالا، رباتهای جوشکاری صنعتی به وجود آمدهاند.
مکانیسم عملیاتی رباتهای جوشکاری صنعتی
مکانیسم عملیاتی رباتهای جوشکاری صنعتی را میتوان به سادگی به سه مرحله تقسیم کرد: ادراک، تصمیمگیری و اجرا.
- ادراک: ربات با استفاده از حسگرها، اطلاعات محیطی و قطعه کار را به دست میآورد. از طریق حسگرهای لیزری یا بینایی، میتواند دادههای مربوط به جوشکاری مانند موقعیت و شکل اتصالات جوش را به طور دقیق تشخیص دهد.
- تصمیمگیری: بر اساس دادههای دریافتی، ربات تصمیمگیری میکند. ربات مسیر و سرعت جوشکاری را طبق الگوریتمها و پارامترهای از پیش برنامهریزیشده تعیین میکند و پارامترهای جوشکاری را بر اساس اندازه و شکل قطعه کار تنظیم میکند تا کیفیت و پایداری جوش تضمین شود. این فرآیند برای محاسبات و تحلیلهای پیچیده به سیستمهای کامپیوتری با کارایی بالا متکی است.
- اجرا: ربات با هدایت تصمیمات، عملیات جوشکاری را آغاز میکند. این ربات از ابزارهایی مانند مشعل جوشکاری یاسرهای جوشکاری لیزریبرای انجام جوشکاری در امتداد مسیر و سرعت از پیش تعیین شده. بازوی مکانیکی ربات قادر به حرکت آزاد است و امکان تنظیم انعطافپذیر موقعیت و زاویه جوشکاری را فراهم میکند. برای اطمینان از دقت و ثبات جوشکاری، ربات به طور مداوم بر اساس بازخورد لحظهای از حسگرها، کنترل و تنظیم میکند.
رباتهای جوشکاری صنعتی از طریق مکانیسم ادراک-تصمیم-اجرا، عملیات جوشکاری خودکار را انجام میدهند. ظهور آنها تغییرات چشمگیری در تولید صنعتی، بهبود راندمان تولید، کیفیت جوشکاری و ایمنی محل کار ایجاد کرده است. با توسعه بیشتر فناوری، رباتهای جوشکاری صنعتی در زمینههای بیشتری به کار گرفته خواهند شد و سهم بیشتری در توسعه صنایع مختلف خواهند داشت.
هدف قرار دادن بازارهای خاص: یک استراتژی اصلی برای شرکتهای رباتیک جهت عبور از چرخههای نامطمئن
از بارگیری/تخلیه و جابجایی مواد و پالتبندی گرفته تا چسبزنی، بستن پیچ و مونتاژ و حتی جوشکاری و اسپری کردن - چه در شرکتهای ربات صنعتی و چه در شرکتهای ربات مشارکتی - همه و همه عزم و اقدامات خود را برای پرورش عمیق بازارهای خاص نشان میدهند.
با این حال، از نظر نرخ نفوذ، به عنوان فرآیندهای سطح بالا، جوشکاری و اسپری هنوز نرخ نفوذ نسبتاً پایینی برای رباتهای همکار دارند. این نشان میدهد که سطح فنی کلی صنعت هنوز به حالت ایدهآل نرسیده است.
اگر از رودخانه به عنوان استعاره استفاده کنیم، اکثر شرکتها هنوز در «آبهای کمعمق» جوشکاری و پاشش هستند. «آبهای عمیق»، با جریانهای متلاطم و صخرههای پنهان متعدد، نشاندهنده آستانههای فنی بالاتر و چالشهای بزرگتری هستند.
جوشکاری: «چرخ خیاطی صنعتی» و فرصت جدید برای رباتهای همکار
جوشکاری به عنوان "چرخ خیاطی صنعتی" شناخته میشود و تقاضای فراگیری در تولید صنعتی دارد. پس از سالها توسعه، کاربرد استاندارد رباتهای صنعتی در عملیات جوشکاری نسبتاً بالغ شده است. با این حال، با افزایش تقاضا برای جوشکاری محصولات کوچک، چند منظوره و بزرگ در صنایعی مانند سازههای فولادی و کشتیسازی، رباتهای مشارکتی "عرصههای" جدیدی پیدا کردهاند و بازیگران متعددی برای سهم بازار در حوزه جوشکاری رقابت میکنند.
«از منظر فرآیندهای جوشکاری، دو نوع اصلی که در حال حاضر به طور گسترده در بازار مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند ازجوشکاری قوسی و جوشکاری لیزریدر میان آنها، جوشکاری قوسی الزامات بسیار بالاتری را برای رباتهای همکار از نظر پایداری بدنه، عملکرد ضد ارتعاش، دقت مسیر و چرخه کاری نسبت به عملیات بارگیری/تخلیه بار ایجاد میکند.کاربردهای جوشکاری لیزرالزامات مربوط به بازوی ربات، به خصوص در جوشکاری صفحات نازک، حتی بیشتر است.
[برخی از راهکارهای رباتیک مشارکتی] الزامات کیفیت بالا، قابلیت اطمینان بالا، ایمنی بالا و قابلیت ردیابی را برآورده میکنند و دارای سرعت بالا، پایداری و دقت بالای مسیر هستند. آنها به صورت عمده و پایدار در چندین شرکت شناخته شده، از جمله شرکتهای زنجیره زیستمحیطی شیائومی و همچنین خودروسازانی مانند GM، Hongqi، XPeng، SAIC و Li Auto و CRRC مستقر شدهاند.
محدودیتهای فناوریهای جوشکاری سنتی و تغییر به سمت روشهای جدید
سالهاست که تولیدکنندگان در سراسر صنعت از ... استفاده میکنند.فناوریهای جوشکاری سنتیمانند جوشکاری MIG (گاز بیاثر فلز) یا جوشکاری TIG (گاز بیاثر تنگستن). با این حال، این فناوریهای سنتی محدودیتهای ذاتی دارند:
- جوشکاری تیگ (TIG)یک روش جوشکاری دو دستی و زمانبر است که به اپراتورهای باتجربه و ماهر نیاز دارد. این روش گرمای بسیار بالایی تولید میکند که باعث تغییر شکل مواد نازک میشود؛ جوشکاری مس با آن دشوار است؛ و هنگام جوشکاری فلزات با ضخامتهای مختلف، محدودیت دارد.
- جوشکاری MIG برای دستیابی به جوشکاری با نفوذ کامل روی مواد ضخیم، به سیم جوشهای مصرفی، تمیز کردن مواد قبل از جوشکاری و اتصالات پخدار نیاز دارد. برد حرکتی و زاویه کار آن محدود است و جوشکاری در حالت عمودی میتواند چالش برانگیز باشد.
با ادامهی تکامل صنعت، تولیدکنندگان به دنبال راههای جدیدی برای حفظ رقابت هستند. آنها دریافتهاند که این امر مستلزم کاهش هزینهها، بهبود کارایی و تضمین کیفیت تکرارپذیر قطعات است. یکی دیگر از چالشهای نوظهور، توانمندسازی جوشکاران جدید برای بهبود سریع بهرهوری بدون کاهش کیفیت است.
به همین دلیل است که تولیدکنندگان بیشتر و بیشتری به روشهای جدیدتر جوشکاری مانند جوشکاری لیزری دستی روی میآورند. در مقایسه با جوشکاری MIG و TIG، جوشکاری لیزری دستی میتواند سرعت جوشکاری را تا چهار برابر افزایش دهد و در نتیجه بهرهوری و دقت را افزایش دهد.
ویژگیهای فنی تجهیزات جوشکاری لیزری هوشمند
- جوشکاری با دقت بالا:تجهیزات جوشکاری لیزری هوشمنداز پرتو لیزر با چگالی انرژی بالا به عنوان منبع گرما استفاده میکند و دقت جوشکاری در سطح میکرون را برای رفع نیازهای جوشکاری قطعات با دقت بالا فراهم میکند.
- جوشکاری با راندمان بالا: جوشکاری لیزر سرعت بالا و ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچکی را ارائه میدهد که به طور قابل توجهی راندمان تولید را بهبود بخشیده و هزینههای تولید را کاهش میدهد.
- سطح اتوماسیون بالا: تجهیزات هوشمند مجهز به سیستمها و حسگرهای کنترل پیشرفته، میتوانند نظارت و تنظیم خودکار فرآیند جوشکاری را انجام دهند، دخالت دستی را کاهش داده و پایداری کیفیت جوش را بهبود بخشند.
- انعطافپذیری قوی: تجهیزات جوشکاری لیزری هوشمند میتوانند پارامترها و فرآیندهای جوشکاری را به صورت انعطافپذیر و مطابق با نیازهای مختلف جوشکاری تنظیم کنند و با جوشکاری مواد مختلف سازگار شوند.
- مدیریت هوشمند: با ادغام فناوریهایی مانند اینترنت اشیا (IoT) و کلانداده، امکان نظارت از راه دور، تشخیص خطا و نگهداری پیشبینیشده تجهیزات جوشکاری فراهم میشود و کارایی و قابلیت اطمینان عملیاتی تجهیزات را بهبود میبخشد.
