روبوت اللحام: كشف النقاب عن مستقبل اللحام الآلي الآلي

هناك ثورة تحدث في صناعة اللحام، ويقودها روبوت اللحام. على الصعيد الدولي، تجني شركات اللحام فوائد هذه الماكينات عالية الإنتاجية، والتي توفر مزيجًا من السرعة والدقة والاتساق الذي يصعب مضاهاته في عمليات اللحام اليدوي.

سوف يتعمق هذا المقال في عالم اللحام الآلي ويستكشف تطوره وفوائده وقيوده وتطبيقاته وأنواعه وغير ذلك الكثير.

مقدمة في اللحام الآلي

يشير اللحام الآلي إلى استخدام أدوات ميكانيكية قابلة للبرمجة (روبوتات)، والتي تعمل على أتمتة عملية اللحام بالكامل من خلال إجراء كل من اللحام ومناولة الجزء. تحقق هذه الأتمتة مستوى من السرعة والدقة يزيد من الإنتاجية ويقلل من تكاليف التشغيل.

اللحام اليدوي مقابل اللحام الروبوتي

في اللحام اليدوي، يتحكم عامل ماهر في عملية اللحام. وعلى الرغم من أن هذه الطريقة لها مزاياها، مثل القدرة على التكيف مع متطلبات العمل الفريدة، إلا أن لها قيودًا عندما يتعلق الأمر بالسرعة والاتساق والإنتاجية.

من ناحية أخرى، يمكن لروبوت اللحام تحريك شعلة اللحام على طول الوصلة للحام القطع معًا دون الحاجة إلى فاصل، وبالتالي زيادة الإنتاجية وتقليل تكلفة اللحام لكل قطعة.

ينقسم اللحام الروبوتي إلى فئتين أساسيتين: آلي وشبه آلي. في النظام الأوتوماتيكي، يتم تغذية الأجزاء عن طريق ناقل أو مخزن للقطع، ويتم تثبيتها في موضعها، ثم يتم لحامها بواسطة الروبوت. تتضمن الأنظمة شبه الأوتوماتيكية دخول المشغل إلى خلية الروبوت، وإزالة اللحام المكتمل، ووضع القطع التالية ليقوم الروبوت بلحامها.

تاريخ موجز لروبوتات اللحام

يوجد روبوت اللحام منذ أكثر من 60 عامًا. اخترع جورج ديفول أول روبوت قابل للبرمجة في عام 1954. وقد مهّد هذا الاختراع الطريق لتأسيس شركة Unimation، أول شركة روبوتات في العالم، حيث ابتكر ديفول وفريقه أول روبوت صناعي في العالم وهو Unimate. وقد استُخدم هذا الروبوت في مصنع جنرال موتورز للسيارات (GM) للحام النقطي واستخراج القوالب.

شهد عقد الثمانينيات نموًا كبيرًا في صناعة الروبوتات الصناعية، مع تطوير آلات لحام روبوتية جديدة كل شهر تقريبًا. وقد تحسنت هذه التصميمات باستمرار، حيث اكتسبت الأذرع الروبوتية المزيد من القدرة على الحركة والتحكم، وتم تحسين واجهات المشغل لتسهيل الصيانة والإصلاح، وظهور روبوتات تعاونية أصغر حجماً (Cobots) مصممة للعمل جنباً إلى جنب مع البشر.

فوائد روبوتات اللحام

توفر آلات اللحام الآلية العديد من المزايا، بما في ذلك:

زيادة الإنتاجية

تتميز آلات اللحام الروبوتية بالكفاءة، وترتكب أخطاء أقل، ويمكنها تحقيق كفاءة تصل إلى 85% مقارنة بـ 20% لنظرائها من البشر المهرة. لا تتعب الروبوتات أو تحتاج إلى استراحة أو تذهب في إجازة، ويمكنها إنتاج نفس جودة اللحام باستمرار، وبالتالي زيادة الإنتاجية.

الجودة الثابتة

تحافظ الروبوتات على سرعة لحام ثابتة وتيار ومتغيرات أخرى، مما يوفر لحامات عالية الجودة في كل مرة. وهذا يجعلها مثالية للمشاريع التي تحتاج إلى متطلبات جودة صارمة.

تقليل النفايات والمواد المستهلكة

تقضي آلات اللحام الروبوتية على العديد من أخطاء اللحام التي تنتج عن اللحام البشري. ويمكنها استخدام المواد الاستهلاكية مثل مواد الحشو بشكل أكثر فعالية، مما يقلل من النفايات. يتم شراء المواد الاستهلاكية بشكل أقل، مما يوفر التكاليف.

حدود روبوتات اللحام

على الرغم من فوائدها، فإن روبوتات اللحام لها بعض القيود. فهي تتطلب مهارات برمجة معقدة، مما يعني أنك قد تحتاج إلى توظيف مجموعة جديدة من المبرمجين للتعامل مع برمجة الروبوت. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج أيضًا إلى دورات تدريبية متخصصة ودورات سلامة للعاملين لديك.

وعلاوة على ذلك، تحتاج روبوتات اللحام إلى قدر كبير من الاستثمار في الآلات والوصلات والتدريب. ومع ذلك، مع الاستخدام السليم، يمكن للروبوتات أن تسدد تكاليفها في غضون سنة إلى ثلاث سنوات.

تطبيقات روبوتات اللحام

تمثل روبوتات اللحام 20 في المائة من إجمالي كمية اللحام في الولايات المتحدة الأمريكية، وهو رقم آخذ في الارتفاع بسرعة. وهي تستخدم بشكل عام في الصناعات التي تتطلب معدلات إنتاج عالية. يعد اللحام النقطي، المستخدم في الغالب في صناعة السيارات، أحد أكثر التطبيقات شيوعًا لروبوتات اللحام. ومع ذلك، أصبح اللحام القوسي أيضًا خيارًا شائعًا بشكل متزايد لاستخدام روبوتات اللحام.

أنواع روبوتات اللحام

هناك أنواع مختلفة من روبوتات اللحام في السوق، تختلف بناءً على عمليات اللحام التي تستخدمها. وتشمل هذه الأنواع ما يلي:

روبوتات اللحام الموضعي للمقاومة

يشيع استخدام اللحام النقطي بالمقاومة في صناعة السيارات، ويتضمن اللحام النقطي بالمقاومة استخدام تيارات كهربائية أكبر لربط لوحين أو أكثر في موقع واحد. روبوتات اللحام النقطي هي روبوتات مفصلية ذات وصلات دوارة.

لحام الروبوت التعاوني

يتضمن اللحام الروبوتي التعاوني، المعروف أيضاً باسم اللحام الكوبوتي، ذراعاً روبوتية ذات 6 محاور مع شعلة لحام كمؤثر نهائي. على عكس الروبوتات الصناعية، يمكن أن تعمل الروبوتات الكوبوتية جنباً إلى جنب مع البشر، مما يلغي الحاجة إلى خلية روبوت لحام.

روبوتات اللحام بالقوس المعدني المحمي (SMAW)

يُشار إليه أيضاً باللحام اللاصق، يتضمن لحام SMAW إنشاء قوس بين قطب كهربائي قابل للاستهلاك ذو تدفق كهربائي والمادة التي يتم لحامها.

اللحام بالقوس المعدني الغازي الآلي (GMAW/MIG)

غالبًا ما تُستخدم الروبوتات في اللحام GMAW أو MIG عندما تكون هناك حاجة إلى معدلات ترسيب عالية لتحقيق معدل إنتاج مرتفع.

اللحام بالقوس التنغستن الغازي الآلي (GTAW/TIG)

تُستخدم روبوتات GTAW عند لحام الأجزاء الرقيقة أو عند الحاجة إلى لحامات جمالية ودقيقة.

اللحام بالليزر الآلي

تستخدم روبوتات اللحام بالليزر شعاع ليزر مركّز كمصدر للطاقة، مما يجعلها مثالية للحام المواد ذات السماكات المختلفة من زوايا واتجاهات مختلفة.

روبوت اللحام بالبلازما

تستخدم روبوتات اللحام بالبلازما قوس البلازما كمصدر للحرارة لإذابة الوصلة بين معدنين يحتاجان إلى اللحام.

مستقبل اللحام الآلي

مع ظهور اللحام بالروبوت واللحام بالروبوت، يمكن لشركات اللحام الصغيرة والمتوسطة على حد سواء الاستفادة من ميزة أتمتة الروبوت. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، فإن مستقبل تكنولوجيا اللحام يعد بتطورات مثيرة.

في الوقت الحالي، تتبنى صناعة اللحام مزايا الكفاءة والإنتاجية التي توفرها روبوتات اللحام، مما يجعلها وقتًا مثيرًا للشركات في هذا القطاع.

الخاتمة

في الختام، يُعد روبوت اللحام مغيرًا لقواعد اللعبة في صناعة اللحام. فهو يُحدث ثورة في طريقة إجراء عمليات اللحام بفضل إنتاجيته العالية وجودته الثابتة وتقليل الفاقد. على الرغم من محدوديته، إلا أن الفوائد والإمكانات التي يحملها للمستقبل تجعله استثمارًا جديرًا بالاهتمام للشركات في صناعة اللحام.

مع استمرار تطور التكنولوجيا، لا يسعنا إلا أن نتوقع ما يخبئه المستقبل من تطورات أخرى في مجال اللحام الآلي. ولكن هناك شيء واحد مؤكد: إن روبوت اللحام موجود ليبقى، وهو يشكل مستقبل صناعة اللحام.