يعد اللحام بالليزر أحد أكثر التطبيقات عالية التقنية في اللحام الحديث، وتساعد الأتمتة الشركات المصنعة على إطلاق المزيد من الإنتاجية في هذه العملية، سنقدم لكم تالياً روبوتات اللحام بالليزر، والتي تعتبر مستقبل اللحام الصناعي.
كحقل فرعي متخصص في صناعة اللحام الأوسع، يمكن أن يكون هناك بعض الغموض المحيط باللحام بالليزر وكيفية أتمتة ذلك.
يعد فهم الموردين والمكونات لنظام اللحام بالليزر الآلي أمرًا بالغ الأهمية لبدء رحلة الأتمتة. إن إدراكك لهذه الحقائق أمر حيوي لأتمتة هذه المهمة بنجاح.
روبوتات اللحام بالليزر.
عندما تصبح المكونات المصنعة أكثر تعقيدًا، ينشأ الطلب على حلول التجميع الدقيقة. تتفاقم هذه المشكلة لأن تصنيع البلاستيك ينتج أجزاء أكثر تعقيدًا.
يوفر اللحام بالليزر حلاً لهذه المشكلات. يجعل اللحام بالليزر أيضًا لحام المواد الصعبة مثل النحاس والألمنيوم أسهل.
لحام مثل هذه المواد شائع في تصنيع أنظمة البطاريات. تقوم بعض المرافق بلحام المواد يدويًا باستخدام الليزر. ومع ذلك، عادةً ما يقوم المصنعون بالأتمتة بسبب ارتفاع الطلب على الدقة.
أنواع اللحام بالليزر.
يستخدم اللحام بالليزر ليزرًا عالي الطاقة لتوليد الطاقة. يتم تركيز شعاع الليزر على نقطة دقيقة، مع تركيز الحرارة على منطقة صغيرة. تعمل هذه الحرارة على إذابة المادة وتسمح للمواد بالالتصاق مما يؤدي إلى اللحام.
هناك عدد قليل من أنواع الليزر المختلفة المتاحة للحام. لكل منها مزاياها وعيوبها. لذلك، يجب أن يكون المرء على دراية بالخيارات قبل اتخاذ قرار الشراء لتجنب الأخطاء.
1. ليزر الغاز (CO2).
ترسل أشعة الليزر الغازية طاقة عالية الجهد ومنخفضة التيار عبر وسط غاز لتوليد الحرارة. بينما يمكن استخدام غازات أخرى (He / Ne ، Ar / Kr)، فإن ثاني أكسيد الكربون هو الأكثر شيوعًا. تعود شعبيتها إلى كفاءتها وإنتاجها عالي الطاقة.
ومع ذلك، يميل ليزر ثاني أكسيد الكربون إلى أن يكون أكثر تكلفة من أنواع الليزر الأخرى.
2. ليزر الحالة الصلبة.
تستخدم ليزر الحالة الصلبة المعادن أو البلورات كوسيط. نظرًا لأنها صلبة، لا يتم استهلاك أي مادة أثناء التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه الليزرات أن تحقق الحد الأدنى من أقطار الشعاع مقارنة بالليزر الغازي.
ومع ذلك، يمكن أن يكون التمدد الحراري مشكلة. إذا كان الوسيط ساخنًا جدًا، يمكن أن يتشوه قطر الليزر. بالإضافة إلى ذلك، خرج الطاقة أقل نسبيًا من نماذج ثاني أكسيد الكربون.
يمكن أن يكون هذا العيب مشكلة بالنسبة لمواد معينة. نتيجة لذلك، يمكن أن تكافح هذه الليزر مع اللحامات السميكة أو العميقة.
3. ليزر أشباه الموصلات (الديود).
ليزر أشباه الموصلات عبارة عن أنظمة مدمجة وخفيفة الوزن وفعالة للحام. فهي لا تتطلب أنظمة تبريد نشطة، وتستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة مثل الخيارات الأخرى، ولا تستخدم المرايا، مما يجعلها خيارًا دائمًا للبيئات القاسية.
ومع ذلك، لا تستطيع هذه الليزرات تحقيق الطاقة العالية التي تتميز بها نماذج ثاني أكسيد الكربون. أيضًا، يكون تباعد الحزمة أكثر انتشارًا مع ليزر أشباه الموصلات.
إقرأ أيضاً… تطبيقات واستخدامات الروبوتات في صناعة السيارات.
الصناعات التي تستخدم روبوتات اللحام بالليزر.
توجد روبوتات اللحام بالليزر كتطبيق متخصص في التصنيع. تتطلب صناعات قليلة جدًا الخصائص والفوائد الفريدة للحام بالليزر. ومع ذلك، بالنسبة لتلك الصناعات، يعد الوصول إلى اللحام الآلي بالليزر أمرًا حيويًا. الامثله تشمل:
- السيارات.
- الفضاء.
- إنتاج البطارية.
- الإلكترونيات.
- الرعاية الصحية.
- المعادن.
- البلاستيك.
عناصر نظام روبوت اللحام بالليزر.
خلية اللحام الآلية هي مجموعة معقدة من الأنظمة الفرعية الأخرى. في البداية، قد يكون تتبع المكونات المطلوبة أمرًا شاقًا. لذلك، دعونا نقسم هذا النظام إلى أجزائه:
1. الروبوت.
روبوت اللحام هو المكون المركزي لخلية اللحام. هنا، يشير الروبوت إلى ميكانيكا وضوابط الروبوت. بغض النظر عن النوع، فإن الروبوت مسؤول عن تطبيق اللحام.
هذا المكون يتحرك ويشغل ضوابط الليزر مباشرة. يجب أن تقود متطلبات التطبيق بشكل أساسي اختيار الروبوت. تتميز نماذج الروبوت بخصائص تصميم مختلفة.
2. الليزر.
نظام الليزر مسؤول عن توليد شعاع اللحام. يشتمل الليزر على الرأس ومولد الطاقة / المضخم، وأحيانًا مكون منفصل. تساعد متطلبات المواد واللحام في تحديد نوع الليزر المطلوب.
3. نظام التبريد.
تتطلب معظم أنواع الليزر نظام تبريد لتعمل. يولد الليزر مستويات هائلة من الحرارة. وبالتالي، يمكن أن تتسبب هذه الحرارة في إتلاف المكونات الداخلية.
تحافظ أنظمة التبريد على درجات حرارة الليزر ضمن نطاق وظيفي. لذلك، غالبًا ما تكون أنظمة التبريد بالليزر جزءًا من حزمة الليزر الشاملة.
4. النواقل.
يجب أن تفكر في كيفية تقديم القطعة أو المشغولة إلى الروبوت من أجل اللحام. غالبًا ما يكون هناك المزيد من الخيارات المتاحة في هذا المجال لأنظمة اللحام بالليزر. هذا بفضل العملية التي لها تأثير مادي منخفض على الجزء أثناء اللحام.
تشمل الخيارات الشائعة ما يلي: النواقل والأقراص الدوارة والمشابك وروبوتات أخرى.
5. أنظمة الاستشعار / المراقبة.
يأتي هذا النظام عالي التقنية مليئًا بمعدات الاستشعار. تعتبر أجهزة استشعار درجة الحرارة ومعدات السلامة قياسية في خلايا اللحام. بالإضافة إلى ذلك، فإن أدوات تتبع الشعاع والتماس ليست شائعة. غالبًا ما يقوم الموردون بتكوين الحزم بأنظمة الرؤية.
6. نظام الأمان.
اللحام بالليزر هو تطبيق خطير للناس. وبالتالي، من الضروري تنفيذ تدابير السلامة لحماية الموظفين. مثل الواقيات ونظام إغلاق الطوارئ.
إقرأ أيضاً… روبوتات الدهان الآلي: الفوائد والتطبيقات.
أنواع روبوتات اللحام بالليزر.
يحتكر نوعان من الروبوتات سوق اللحام بالليزر. توفر هذه الروبوتات الوظائف المطلوبة لأتمتة مهمة اللحام بالليزر. ومع ذلك، فإن اختلافاتهم كبيرة.
1. الروبوتات سداسية المحاور.
تقدم الروبوتات سداسية المحاور مزيجًا رائعًا من السرعة والوصول وسعة الحمولة والوصول. يمكن أن تغطي هذه الروبوتات الغالبية العظمى من تطبيقات اللحام بالليزر. فهم يتفوقون في مهام اللحام الصغيرة والمتوسطة الحجم.
يساعدهم نطاق حركتهم الممتاز في اللحام بأجزاء هندسية معقدة. ومع ذلك، يمكن لأوجه القصور في الروبوتات ذات المحاور الستة أن تحد من توافقها مع الوظائف الأكبر.
على سبيل المثال، يقتصر مدى وصولهم على متر أو مترين. لسوء الحظ، هذا هو الحال حتى بالنسبة لأكبر الروبوتات. ومع ذلك، يمكن للمصنعين تقليل هذا النقص بمساعدة وحدة نقل الروبوت RTU.
تعمل وحدة نقل الروبوت (RTU) على توسيع نطاق وصول الروبوت ذي المحاور الستة. ومع ذلك، فهذه قطعة باهظة الثمن من الأجهزة. بالإضافة إلى ذلك، تحمل وحدات RTU تكاليف واعتبارات تكامل منفصلة.
عدا عن ذلك، سيكون للروبوتات حد أعلى لسعة حمولتها. هذا يحد من قدرتها على التعامل مع أشعة الليزر الهائلة المطلوبة لبعض المهام. لسوء الحظ، لا يمكنك التخفيف من هذا القيد بدون نوع روبوت أكثر قوة أو مختلفًا.
2. الروبوتات العملاقة.
توفر الروبوتات العملاقة سعة غير محدودة تقريبًا للحام بالليزر. يمكن للموردين تكوين الروبوتات العملاقة للتعامل مع أكبر التطبيقات.
بالإضافة إلى ذلك، فإن صلابتها الميكانيكية الفائقة تسمح لها بتحريك أكبر أنواع الليزر. علاوة على ذلك، يتيح تصميمها البسيط للروبوتات العملاقة تحقيق مستويات لا مثيل لها من الدقة.
هذه الفوائد لا تأتي بدون عيوب. الروبوتات العملاقة محدودة في قدرتها على التعامل مع الأجزاء المعقدة. تم تصميم الروبوتات سداسية المحاور بشكل أفضل للمهام التي تتطلب مهارة عالية. كما يسمح البناء متعدد الوصلات لهم بالتفوق في مثل هذه التطبيقات.
