به حداکثر رساندن کارایی و بهره‌وری در تولید

1

اتوماسیون جوشکاری از سیستم‌های ربات جوشکاری قابل برنامه‌ریزی و کنترل‌های پیشرفته برای انجام وظایف جوشکاری با حداقل ورودی انسانی استفاده می‌کند و کیفیت جوش ثابت و افزایش راندمان تولید را تضمین می‌کند. سیستم‌های نیمه‌خودکار برای بارگیری و تخلیه بار به اپراتور نیاز دارند در حالی که ربات جوشکاری را انجام می‌دهد. سیستم‌های کاملاً خودکار کل فرآیند، از جمله بازرسی را مدیریت می‌کنند. چنین اتوماسیونی می‌تواند تقریباً سه برابر بهره‌وری را در مقایسه با جوشکاری دستی با ۸۰٪ زمان قوس در مقابل ۳۰٪ برای انسان، افزایش دهد.

صنایع خودرو و هوافضا از چنین سیستم‌هایی بهره‌مند می‌شوند. بازار جهانی اتوماسیون جوشکاری ممکن است تا سال ۲۰۳۰ به ۱۶.۸۷ میلیارد دلار برسد . با این حال، اجرای آنها مستلزم سرمایه‌گذاری از ۵۰،۰۰۰ تا ۱۵۰،۰۰۰ دلار و پرسنل ماهر برای برنامه‌نویسی و نگهداری است. علیرغم قیمت، اتوماسیون جوشکاری به دلیل دقت و کارایی آن برای صنعت معاصر ضروری است.

مزایای اتوماسیون جوشکاری

افزایش بهره‌وری

با اتوماسیون جوشکاری، زمان چرخه کاهش می‌یابد. یک ایستگاه MIG رباتیک می‌تواند حدود ۶۰ اینچ جوش در دقیقه تولید کند. این امر به از بین بردن مکث‌های دستی برای تغییر موقعیت کمک می‌کند. علاوه بر این، فیکسچرهای قابل برنامه‌ریزی زمان بیکاری را کاهش می‌دهند. بسیاری از سیستم‌ها از تغذیه‌کننده‌های سیم سروو موتور استفاده می‌کنند که تنش را حفظ کرده و باعث کاهش سوختگی می‌شوند. نظارت دوربین‌های پرسرعت همچنین زوایای مشعل را در زمان واقعی بهینه می‌کند. نتیجه، حجم خروجی بسیار بالاتر با حداقل زمان از کارافتادگی است. ربات جوشکاری و ربات پالتایزر در صنایع به عنوان محبوب ترین ربات های صنعتی شناخته می شوند.

کیفیت بهبود یافته

اتوماسیون جوشکاری، پروفیل‌های جوش تکرارپذیر با پاشش ناچیز را تضمین می‌کند. حسگرهای ارتقا یافته، پایداری قوس را ردیابی کرده و نوسانات ولتاژ را در حین کار اصلاح می‌کنند. تجزیه و تحلیل یکپارچه جوش در لحظه، عمق نفوذ و سرعت تغذیه سیم را اندازه‌گیری می‌کند. این امر به جلوگیری از تخلخل و مشکلات بریدگی زیرین کمک می‌کند. سیستم‌های بازخورد حلقه بسته داخلی، عدم تراز را تشخیص داده و موقعیت مشعل را تنظیم می‌کنند.

صرفه‌جویی در هزینه‌ها

هزینه‌های نیروی کار کاهش می‌یابد زیرا به اپراتورهای ماهر کمتری برای کارهای تکراری نیاز است. یک اپراتور می‌تواند به جای انجام دستی هر جوش، بر چندین سلول نظارت داشته باشد. به دلیل دقیق بودن پارامترهای خودکار، فلز پرکننده کمتری هدر می‌رود. اعوجاج حرارتی کمتر به معنای مراحل دوباره‌کاری کمتر است. بسیاری از تولیدکنندگان سرمایه‌گذاری خود را ظرف ۱ تا ۳ سال جبران می‌کنند.

اجزای کلیدی سیستم‌های اتوماسیون جوشکاری

ربات‌های جوشکاری

ربات‌های جوشکاری می‌توانند حرکات چند محوری را انجام دهند که جهت مشعل را در کسری از درجه حفظ می‌کند. آن‌ها فیدرهای سیم سروو و مدولاسیون پهنای پالس را برای تنظیم ورودی گرما روی فلزات نازک ادغام می‌کنند. علاوه بر این، آن‌ها دارای برنامه‌ریزی آفلاین هستند که مسیرهای اتصال و نقاط برخورد را قبل از تولید زنده شبیه‌سازی می‌کند. بسیاری از مدل‌ها از الگوریتم‌های جبران اینرسی برای تثبیت بازوهای بلند و کاهش اعوجاج جوش استفاده می‌کنند. چنین ویژگی‌هایی آن‌ها را برای اتوماسیون جوشکاری در صنایع تکرارپذیر ضروری می‌کند.

نقل قول از سایت مجتمع فنی عالی نوین پارسیان:

“جوشکاری رباتیک یک روش جوشکاری خودکار است که توسط ربات جوشکاری که نوع خاصی از ربات های صنعتی است انجام می شود. ربات های جوشکار معمولاً ثابت هستند و برای انجام مکرر عملیات جوشکاری مشابه استفاده می شوند. ربات صنعتی یک دستکاری کننده قابل برنامه ریزی و چند منظوره است که برای جابجایی مواد، قطعات، ابزارها یا دستگاه های تخصصی از طریق حرکات برنامه ریزی شده متنوع به منظور بارگیری، تخلیه، مونتاژ، جابجایی مواد، بارگیری و تخلیه ماشین و سایر عملیات تولیدی طراحی شده است. آنها در خطوط مونتاژ و سایر برنامه های تولیدی استفاده می شوند. هر جا که مواد نیاز به کار داشته باشند.”

 

موقعیت‌یاب‌ها و کنترل‌کننده‌ها

موقعیت‌یاب‌ها و دستگیره‌ها، زاویه جوش را هنگام چرخش، کج کردن یا شاخص‌بندی قطعات کار با افزایش‌های دقیق تغییر می‌دهند. موقعیت‌یاب‌های چرخشی-کج امکان دسترسی ۳۶۰ درجه به درزهای محیطی را برای کاهش خطاهای بستن مجدد فراهم می‌کنند. بسیاری از سیستم‌ها شامل ردیابی رباتیک هستند که حرکت میز را با موقعیت قوس ربات هماهنگ می‌کند. موتورهای سروو با گشتاور بالا، نیروهای نگهدارنده پایدار را برای مجموعه‌های بزرگ با توزیع جرم خارج از مرکز حفظ می‌کنند. پایداری و دقت آنها کلید اتوماسیون جوشکاری است زیرا هندسه قطعه ممکن است پیچیده باشد.

حسگرها و کنترل‌کننده‌ها

تخصص جوشکاری در آینده مورد نیاز خواهد بود: تا سال ۲۰۲۷ به ۳۶۰،۰۰۰ جوشکار اضافی نیاز است؛ بین سال‌های ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۷ سالانه ۹۰،۰۰۰ جوشکار مورد نیاز است و بیش از ۱۵۵،۰۰۰ جوشکار در آستانه بازنشستگی هستند. بنابراین، حسگرها و کنترل‌های اتوماسیون، کلید افزایش بهره‌وری و مقابله با کمبود نیروی کار هستند. حسگرها، پروفیل‌های حوضچه جوش، ولتاژهای قوس و کشش تغذیه سیم را رصد می‌کنند. ردیابی درز لیزری یا حسگر درون قوس، موقعیت مشعل را در حین کار تنظیم می‌کند. این حسگرها، تغییرات شکاف یا عدم تراز قطعه را جبران می‌کنند. کنترل‌کننده‌ها چنین ورودی‌هایی را در فواصل میلی‌ثانیه‌ای پردازش کرده و دستورات حرکت را به‌روزرسانی می‌کنند. برخی از سیستم‌ها، داده‌های ورودی حرارتی و مهره جوش را برای تجزیه و تحلیل پس از جوش ثبت می‌کنند. حلقه‌های بازخورد، اتوماسیون جوشکاری را از طریق کاهش خطاها و افزایش خروجی بهبود می‌بخشند.

نرم‌افزار و برنامه‌نویسی

نرم‌افزار جوشکاری، داده‌های CAD و سینماتیک رباتیک را برای برنامه‌ریزی مسیر و جلوگیری از برخورد ترکیب می‌کند. هسته‌های فوری، درون‌یابی مسیر را اجرا می‌کنند که به بازخورد حسگر در میکروثانیه واکنش نشان می‌دهد. بسیاری از راه‌حل‌ها، بهینه‌سازی خودکار پارامترها را برای تنظیم جریان و سرعت حرکت برای هر پاس جوش ارائه می‌دهند. ابزارهای شبیه‌سازی می‌توانند اعوجاج را در فیکسچرهای بزرگ پیش‌بینی کنند و به مهندسان در تنظیم دقیق محل قرارگیری گیره‌ها کمک کنند.

کاربردها در صنایع مختلف

تولید – موارد استفاده عمومی صنعتی

در تولید عمومی، سلول‌های جوشکاری رباتیک، ردیابی لحظه‌ای درز، کنترل‌های تطبیقی ​​توان و حرکت چند محوره را برای هندسه‌های پیچیده اضافه می‌کنند. حسگرهای با دقت بالا، پایداری قوس و عمق نفوذ را اندازه‌گیری می‌کنند. داده‌ها به کنترل‌کننده‌هایی که موقعیت مشعل را تنظیم می‌کنند، ارسال می‌شوند. این امر باعث حذف دوباره‌کاری و کاهش مناطق تحت تأثیر گرما می‌شود.

خودروسازی – خطوط مونتاژ خودرو و جوشکاری قطعات

در تولید خودرو، ایستگاه‌های چند رباتی جوشکاری نقطه‌ای، MIG و لیزری هماهنگ را روی مجموعه‌های شاسی و بدنه انجام می‌دهند. بازوهای رباتیک جمع و جور با تفنگ‌های جوش سروو، نیروی الکترود ثابت را در طول جوش‌های متعدد در هر شیفت تضمین می‌کنند. سیستم‌های بینایی خودکار، ناهم‌ترازی‌ها را تشخیص داده و فوراً پارامترهای جوش را اصلاح می‌کنند. چنین اصلاح فوری از خستگی فلز در مناطق مهم جلوگیری می‌کند.

هوافضا و دفاع – جوشکاری دقیق و عملیات ایمنی-بحرانی

جوشکاری اصطکاکی و پرتو الکترونی در هوافضا و دفاع نیاز به کنترل گرادیان دما دارند. دروازه‌های خودکار، درزها را تا کسری از میلی‌متر ردیابی می‌کنند تا نفوذ و ریزساختار قابل اعتمادی ایجاد شود. اتوماسیون جوشکاری به تولید نازل‌های موتور موشک، اتصالات بدنه و قطعات توربین که شرایط هیجان‌انگیزی را تحمل می‌کنند، کمک می‌کند. هر پاس جوش برای تجزیه و تحلیل پس از فرآیند برای ایمنی ماموریت‌های پرخطر ثبت می‌شود.

جوشکاری خودکار در کاربردهای تولیدی  طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد . به عنوان مثال:

در کاربردهای کشتی‌سازی: از آن برای ساخت و تعمیر بدنه کشتی‌ها و عناصر داخلی آنها (مثلاً سفت‌کننده‌ها) استفاده می‌شود.
در کاربردهای مخزن‌سازی: از آن برای ساخت کف مخزن و پوسته‌های خارجی استفاده می‌شود.
در کاربردهای زیرساختی: از آن برای ساخت پل‌ها و عناصر پل، سدهای برق آبی استفاده می‌شود.
در کاربردهای نظامی: از آن برای ساخت نمای بیرونی زیردریایی‌های هسته‌ای و فضاپیماها و سایر سازه‌های بزرگ با درزهای طولانی و تکرارپذیر استفاده می‌شود.
در کاربردهای عمومی ساخت و ساز: از آن برای ایجاد انواع قطعات و محصولات، از سیستم‌های لوله‌کشی در مقیاس کوچک گرفته تا مخازن کپسول‌های آتش‌نشانی، استفاده می‌شود.

لیست بالا جامع نیست. علاوه بر موارد ذکر شده در بالا، سیستم‌های جوشکاری خودکار می‌توانند در عملیات تولیدی بسیاری از صنایع دیگر نیز به کار گرفته شوند. بسته به الزامات کاربرد، می‌توان از آنها به عنوان ماشین‌های مستقل یا یکپارچه در فرآیندهای اتوماسیون بزرگتر و به هم پیوسته که جریان مواد، مونتاژ و سایر جنبه‌های عملیاتی را مدیریت می‌کنند، استفاده کرد.

آیا اتوماسیون جوشکاری برای من مناسب است؟

قبل از سرمایه‌گذاری در یک سیستم جوشکاری خودکار، بسیار مهم است که مطمئن شوید عملیات جوشکاری شما کاندید مناسبی برای اتوماسیون است. برخی از عواملی که باید برای کمک به تصمیم‌گیری خود در نظر بگیرید عبارتند از:

انواع کاربردهای جوشکاری

در حالی که سیستم‌های جوشکاری خودکار اولیه برای انجام جوش‌های ساده و تکراری با سرعت بالا عالی هستند، اتصال قطعات با شکاف‌ها یا مکان‌های صعب‌العبور ممکن است چالش‌هایی را ایجاد کند. یک ارائه‌دهنده راه‌حل‌های جوشکاری خودکار می‌تواند طرح اولیه قطعه را ارزیابی کرده و تعیین کند که آیا تجهیزات جوشکاری را می‌توان بر اساس آن پیکربندی کرد یا خیر.

حجم تولید

از آنجایی که یکی از مزایای کلیدی اتوماسیون جوشکاری، توانایی انجام سریع حجم بالایی از جوش‌ها است، مهم است که مطمئن شوید حجم تولید تأسیسات شما به اندازه کافی بزرگ است تا هزینه سرمایه‌گذاری را توجیه کند.

مهارت اپراتور

لازم به ذکر است که برای برنامه‌ریزی، عیب‌یابی و کالیبراسیون مجدد سیستم در صورت نیاز، به یک جوشکار باتجربه نیاز خواهد بود.

این مطلب صرفا جنبه تبلیغاتی داشته و فوت و فن هیچ مسئولیتی را در رابطه با آن نمی‌پذیرد

منبع خبر