اللحام الروبوتي عملية تساعد القطاع الصناعي على أتمتة عملياته، وزيادة الدقة، وتعزيز السلامة، وتقليل مدة التنفيذ. وتُعد عملية اللحام باستخدام الروبوتات الأكثر إنتاجية عند تطبيقها على المهام المتكررة ذات أحجام الإنتاج الكبيرة. توجد أنواع متعددة من عمليات اللحام الروبوتي. سنتناول في هذه المقالة كل نوع بالتفصيل، ونتعرف على فوائده وتطبيقاته. تابع القراءة لمعرفة المزيد!

عندما تتم أتمتة عملية اللحام باستخدام الروبوتات، يُطلق عليها اللحام الروبوتي. تؤدي هذه الروبوتات الصناعية مهام اللحام وتديرها وفقًا للبرنامج، ويمكن إعادة برمجتها بما يتناسب مع المشروع المقصود. ومع ذلك، لا يلغي ذلك التدخل البشري، إذ يظل عمال اللحام يتحكمون في روبوتات اللحام ويشرفون عليها.

توفر روبوتات اللحام فوائد عديدة لعملية التصنيع، منها الحصول على نتائج دقيقة، وتقليل الهدر، وتحسين السلامة. ويمكن لهذه الروبوتات الوصول إلى أماكن يتعذر على أيدي البشر بلوغها، وتنفيذ المهام المعقدة بدقة أكبر بكثير. ونتيجة لذلك، تقل المدة اللازمة لعملية التصنيع وتزداد المرونة.

تتوفر في السوق أنواع مختلفة من اللحام الروبوتي، وينبغي أن ينصب التركيز الأساسي على اختيار برنامج اللحام المناسب لتحقيق نتائج تدوم طويلًا وتتميز بالمتانة. ونأمل أن تساعدك هذه المقالة على فهم العملية بأكملها بشكل أفضل لاتخاذ قرارات مستنيرة.

ما اللحام الروبوتي؟

اللحام الروبوتي تقنية لحام مؤتمتة ينفذها روبوت لحام، وهو نوع خاص من الروبوتات الصناعية. وتكون روبوتات اللحام ثابتة عادةً، وتُستخدم لتنفيذ عملية اللحام نفسها بشكل متكرر. والروبوت الصناعي عبارة عن مناول قابل للبرمجة ومتعدد الأغراض، صُمم لنقل المواد أو القطع أو الأدوات أو الأجهزة المتخصصة عبر حركات مبرمجة متنوعة، لأغراض التحميل والتفريغ والتجميع ومناولة المواد وتحميل الآلات وتفريغها وغيرها من عمليات التصنيع. وتُستخدم هذه الروبوتات في خطوط التجميع وغيرها من تطبيقات التصنيع، أي في كل مكان يتطلب مناولة المواد.

أُدخل اللحام الروبوتي إلى القطاع الصناعي لأول مرة خلال ستينيات القرن العشرين. وفي معظم الحالات، تُستخدم الروبوتات الصناعية في اللحام بالمقاومة واللحام بالقوس الكهربائي في الصناعات الثقيلة، مثل صناعة السيارات.

تعمل الروبوتات بطرق متعددة، منها تحديد الموضع مسبقًا، أو الرؤية الآلية، أو الجمع بينهما. لكن أبرز فوائد اللحام الروبوتي وتقنيته تتمثل في زيادة الدقة وقابلية التكرار ومعدل الإنتاج.

نظرة على عملية اللحام الروبوتي: كيف يعمل اللحام الروبوتي؟

غالبًا ما يُنظر إلى الروبوتات على أنها مرادف للأتمتة. وتضم روبوتات اللحام، على وجه الخصوص، ذراعًا قادرة على الحركة في ثلاثة أبعاد ولحام المعادن معًا. وتوجد وحدة تغذية للأسلاك ترسل سلك الحشو إلى الروبوت، بالإضافة إلى شعلة عالية الحرارة عند نهاية الذراع تعمل على صهر المعادن أثناء عملية اللحام.

يُعيَّن بعض المشغلين البشريين المعتمدين لصيانة هذه الروبوتات وتزويدها بالتعليمات. ويوجد صندوق تحكم يستخدمه المشغل للتحكم في برامج الروبوت، وصندوق تشغيل يساعد على بدء العملية.

تسخن أداة الذراع الروبوتية لصهر المعدن وربط المكونات. وتُغذي وحدة الأسلاك الذراع والشعلة بسلك معدني إضافي عند الحاجة. وعند الانتقال إلى لحام الجزء التالي، تحرك الذراع الشعلة إلى وحدة التنظيف لإزالة أي تناثر معدني عن الذراع قد يتجمد في موضعه لولا ذلك. كما توجد دروع قوسية تمنع اختلاط قوس الحرارة العالية بالأكسجين، لحماية العمال والمناطق القريبة.

أكثر 7 أنواع شيوعًا من عمليات اللحام الروبوتي

اللحام فن وعلم في آنٍ واحد، ويتطلب مستوى عاليًا من التدريب. ومع ذلك، لا يتمكن عدد غير قليل من المهنيين من استيفاء هذه المؤهلات. ولذلك أصبحت الأتمتة الروبوتية أمرًا معتادًا في عالم اليوم. تتوفر مجموعة واسعة من الآلات، وتتكيف الروبوتات مع عمليات لحام متنوعة، تشمل:

اللحام بالقوس الكهربائي

تُعد طريقة القوس الكهربائي من أكثر أشكال اللحام الروبوتي شيوعًا. وينتج القوس الكهربائي حرارة عالية تصل إلى 6,500 درجة فهرنهايت، فتُذيب المعدن أثناء العملية. وتربط المعادن المنصهرة القطع ببعضها، ثم تتصلب بعد أن تبرد لتشكل وصلة متينة. ويُعد اللحام بالقوس الكهربائي خيارًا ممتازًا عندما يتطلب المشروع ربط عدد كبير من القطع المعدنية بدقة.

اللحام بالمقاومة

قد تستخدم الروبوتات اللحام بالمقاومة عندما تتطلب المهام معالجة حرارية أو خفضًا للتكاليف. ويُكوّن تيار كهربائي بركة من المعدن المنصهر أثناء مروره بين القاعدتين المعدنيتين خلال هذه العملية. وهذا المعدن المنصهر هو ما يربط المكونات المعدنية بعضها ببعض.

اللحام البقعي

تقاوم بعض المواد التيارات الكهربائية، ما يجعلها غير مناسبة لأنواع اللحام الأخرى. ويشيع ذلك في صناعة السيارات عند تجميع أجزاء هيكل المركبة. وتحل روبوتات اللحام هذه المشكلة بربط صفيحتين معدنيتين رقيقتين في موضع واحد باستخدام أحد أشكال اللحام بالمقاومة.

لحام TIG

قد يكون لحام TIG مطلوبًا في تطبيقات اللحام الروبوتي التي تتطلب مستوى عاليًا من الدقة. ويُعرف هذا الأسلوب أيضًا باسم لحام القوس بالتنغستن والغاز، أو GTAW. ويتكون قوس كهربائي بين قطب تنغستن والقاعدة المعدنية.

لحام MIG

اللحام بالقوس المعدني والغاز، المعروف أيضًا باسم GMAW أو MIG، عملية بسيطة وسريعة تحقق معدل ترسيب مرتفعًا. يُحرَّك سلك بشكل متكرر نحو الطرف الساخن لآلة اللحام، فينصهر ويسمح بتقطر كمية كبيرة من المعدن المنصهر على القاعدة لربطها بمكوّن آخر.

اللحام بالليزر

يُعد اللحام بالليزر الطريقة المثالية لربط المعادن في المشروعات التي تتطلب الدقة عند معالجة عدد كبير من القطع. ويُستخدم هذا النوع من اللحام كثيرًا للقطع الصغيرة، مثل المجوهرات أو المكونات الطبية.

اللحام بالبلازما

يوفر اللحام بالبلازما أكبر قدر من المرونة، إذ يمكن للمشغل تعديل سرعة تدفق الغاز عبر الفوهة ودرجة الحرارة بسرعة.

اللحام الروبوتي مقابل اللحام اليدوي: أيهما أفضل؟

لا يزال للحام اليدوي مكان في الإنتاج اليوم. ويُعد الخيار المثالي للمهام التي تتطلب من خبير تعديل أساليب اللحام المستخدمة بسرعة. يستطيع عمال اللحام المحترفون إجراء التعديلات بسرعة، بينما تكون الروبوتات أبطأ في التكيف مع الحالات الجديدة.

لن يختفي عمال اللحام المحترفون في المستقبل القريب، لأن اللحام اليدوي لا يزال إجراءً تحتاج إليه كثير من الشركات. وبالفعل، وفي ظل النقص المذكور أعلاه في عمال اللحام المهرة، لن يواجه الحاصلون على الشهادات صعوبة كبيرة في العثور على عمل، حتى مع استثمار مؤسسات مختلفة في الروبوتات.

لن يؤدي استبدال عمال اللحام اليدويين بالروبوتات إلى إخراج Amazon Web Services من قطاع الشهادات. إذ يتعين على معظم مشغلي روبوتات اللحام الحصول على شهادة في مجال الروبوتات، وهو ما تقدمه Amazon Web Services أيضًا. ويضمن وجود متخصصين في الروبوتات ذوي خبرة في اللحام التخطيط للمشروعات على نحو صحيح وإنجازها بأسرع وقت ممكن وبأقل تكلفة.

أهم 5 مزايا للحام الروبوتي لدى المصنعين

تزداد شعبية اللحام الروبوتي بين ورش العمل التصنيعية والمصنعين المتعاقدين، لما يوفره من المزايا التالية:

1. تقليل الجهد البشري

إن توظيف عمال اللحام وتدريبهم والاحتفاظ بهم مكلف. وبدلًا من الاضطرار إلى العثور عليهم وتعليمهم، يمكنك تحسين الاستفادة من القوى العاملة لديك بجعل عامل لحام استثنائي واحد يشرف على تشغيل عدة خلايا مؤتمتة باستخدام روبوت لحام.

2. إنتاجية أعلى

يمكن الحد من معدل دوران عمال اللحام عبر أتمتة تنفيذ اللحامات المتطابقة عالية الجودة في المواضع نفسها مرارًا وتكرارًا، مع تقليل الأخطاء البشرية والأنشطة المتكررة والمملة.

3. هدر أقل

تتميز روبوتات اللحام بدقة عالية جدًا، ما يؤدي إلى تقليل تناثر اللحام والحصول على وصلات أنظف.

4. تكاليف أقل

مع اللحام الروبوتي، تُستخدم مواد الحشو وأسلاك اللحام بكفاءة أكبر وبقدر أقل من الهدر، ما يخفض التكلفة الإجمالية للمنتج.

5. توفير الوقت

عندما يكون وضع المكونات قابلًا للتنبؤ وتكون الإجراءات مهيأة لروبوت اللحام، تتحرك القطع عبر النظام بسرعة أكبر، ما قد يتيح تحسين الإنتاج.

التطبيقات العملية للحام الروبوتي

شهد اللحام الروبوتي نموًا كبيرًا في الآونة الأخيرة، ولا سيما في قطاعي المعادن والصناعات الثقيلة. ويُدمج على نحو متزايد في الصناعات التي تستخدم اللحام البقعي واللحام بالليزر، لما يحققه من توفير للوقت وزيادة في الإنتاجية.

يناسب اللحام الروبوتي عمليات اللحام القصيرة والمهام المتكررة التي لا تتطلب إشرافًا أو تعديلات أو تغييرات مستمرة.

يمكن أيضًا استخدام بعض الروبوتات في عمليات اللحام الطويلة، مثل تلك التي تُجرى في قطاع بناء السفن، وذلك لأن هذه الروبوتات تدعم المحاور الخارجية.

يُستخدم اللحام الروبوتي على نطاق واسع في أنشطة الإنتاج الضخم التي تتسم فيها الكفاءة والكمية بأهمية بالغة. ويمكن برمجة هذه الروبوتات وفقًا للمتطلبات. كما يمكن استخدامها في عمليات التصنيع الأصغر حجمًا والمنفذة لمرة واحدة بطريقة مجدية من حيث التكلفة.

مستقبل اللحام الروبوتي

يُستخدم اللحام الروبوتي حاليًا في جزء صغير فقط من مشروعات التصنيع. لكن من المرجح أن يتغير هذا الاتجاه مع ظهور تقنيات جديدة. وستطور الابتكارات المستقبلية روبوتات لحام أكثر تفاعلًا، مثل:

1. روبوتات لحام يتحكم فيها العقل

يتعين على المشغلين حاليًا برمجة روبوتات اللحام لبدء تنفيذ العملية. ولا بد للمشغلين الآن من برمجة روبوتات اللحام قبل أن تتمكن من بدء الإجراء. وقد لا يحتاج المشغلون مستقبلًا إلا إلى التفكير فيما يريدون من الروبوت تنفيذه بدلًا من استخدام واجهة حاسوب أو وحدة تعليمات محمولة.

طور الباحثون خوذة تحول إشارات الدماغ إلى حركات لذراع روبوت اللحام. وإذا استُخدمت هذه الطريقة في الصناعة، فقد تقلل مقدار التدريب اللازم لعمال اللحام اليدويين الحاليين كي يصبحوا مشغلين للروبوتات.

بدلًا من استخدام برنامج حاسوبي، قد يرتدي المحترفون قبعة ويستعرضون التصاميم لتعليم الروبوت كيفية لحام المكونات معًا على نحو صحيح. لكن من غير المرجح أن تصبح هذه التقنية واقعًا في المستقبل القريب.

2. الروبوتات التعاونية

تُستخدم بالفعل نماذج أولية من الروبوتات التعاونية. وتتميز هذه الأجهزة بتصميم سهل الاستخدام يتيح تفاعلًا بسيطًا مع البشر. وتمكّن المستشعرات هذه الروبوتات من جمع البيانات والاستجابة للظروف المتغيرة.

تطلب تنفيذ العمليات واسعة النطاق تاريخيًا برمجة الروبوتات الصناعية مسبقًا. وتشغل هذه الأجهزة المتينة مساحة كبيرة جدًا وتكلف الكثير، كما أنها غير ملائمة، ما يجعلها حلولًا غير عملية للمؤسسات الصغيرة.

طور المهندسون روبوتات تعاونية أكثر متانة باستمرار، يمكنها العمل مع البشر في البيئات الصناعية للتغلب على هذا التحدي. ويمكن إدراج الروبوتات التعاونية في مناطق اللحام اليدوي لمساعدة عمال اللحام.

الخاتمة

تطورت عملية اللحام على مر السنين. وتتطلب الطرق التقليدية للحام قدرًا كبيرًا من العمالة والوقت والتكلفة. وجاء اللحام الروبوتي لإيجاد حلول لكل هذه المشكلات. وتستخدم شركات كثيرة لصناعة السيارات الآن اللحام الروبوتي في خطوط الإنتاج لديها. وتتميز عملية اللحام الروبوتي بسرعتها الكبيرة، كما أنها دقيقة للغاية. وهي أكثر أمانًا من عملية اللحام التقليدية أيضًا، الأمر الذي جعل اللحام الروبوتي شائعًا جدًا في القطاع الصناعي.

شركة Zhouxiang

متخصصة في إنتاج خطوط إنتاج الفولاذ ذات العوارض H الخفيفة والثقيلة، وخطوط إنتاج العوارض الصندوقية، وخطوط الإنتاج الأفقية، والخطوط الأوتوماتيكية للحام والتقويم ذي الوصلتين، ومحطات العمل الذكية الروبوتية للهياكل الفولاذية، ومختلف خطوط الإنتاج الذكية؛ بما في ذلك آلات القطع باللهب والبلازما CNC، وآلات القطع المسطحة بليزر الألياف، وآلات قطع الأنابيب بالليزر، والآلات المتكاملة للأنابيب والصفائح، وآلات اللحام بالليزر المحمولة، وآلات تجميع العوارض H، وآلات اللحام بالقوس المغمور ذات الجسر، وآلات تقويم العوارض H، وآلات السفع بالخردق، والآلات المتكاملة لتجميع العوارض H ولحامها وتقويمها، وآلات اللحام الخاصة، والآلات المساعدة، وغيرها.

تصنيع Zhouxiang، جودة احترافية، دقة عالية، سرعة فائقة.

تقنية رائدة، جودة مستقرة، ومنتجات رائجة محليًا ودوليًا.