ربات جوشکاری؛ یک ربات پرکاربرد
آیا می‌دانستید می‌توانید خط تولید خود را به روز، اتوماتیک و 24 ساعته کنید؟ آیا می‌دانید مکانیزه شدن خطوط تولید تا چه میزان میتواند در رونق، دقت و سرعت کسب و کار شما مؤثر باشد؟
امروزه پیچیدگی‌های فرایند تولید را در صنایع مختلف شاهد هستیم، حجم کار بالا و رقابتی بودن بازار، منجر به جایگزینی رباتهای صنعتی با نیروی انسانی شده است. در واقع با در نظر گرفتن حفظ سلامت نیروی کار، جلوگیری از بروز خطاهای انسانی حین فرایند تولید، کاهش هزینه، افزایش بهره‌وری و سرعت ایجاب میکند که از رباتهای صنعتی به عنوان بهترین جایگزین برای نیروی انسانی استفاده شود.
در این نوشته قصد داریم به شما جوشکاری رباتیک را معرفی کنیم.کافیست چند دقیقهی کوتاه از زمان خود را به خواندن این مقاله اختصاص دهید تا با انواع ربات جوشکاری، اجزای آن، مزایا و معایب جوشکاری رباتیک و چگونگی خرید آن بیشتر آشنا شوید. در ادامه با ما همراه باشید.
ربات جوشکاری چیست؟
ربات جوشکار نوعی دستگاه خودکار قابل برنامه‌ریزی است که در عملیات جوشکاری به کار میرود. در جوشکاری رباتیک در طی عملیات جوشکاری از سیستم اتوماسیون صنعتی بهره میبرند.
جوشکاری رباتیک را میتوان ترکیبی از جوشکاری، هوش مصنوعی، سنسورها، سیستمهای رباتیک و کنترل دانست که به کمک هم جوشکاری رباتیک را بوجود می‌آورند.
انواع ربات جوشکاری
رباتها را میتوان به شش نوع تقسیمبندی کرد از جمله: بازوهای مفصلی، رباتهای شش محوره، رباتهای اسکارا، ربات استوانه‌ای، ربات دکارتی و گنتری.
بازوهای مفصلی
از رایجترین و منعطف‌ترین رباتهای صنعتی هستند که شباهت زیادی به بازوهای انسان دارند. کاربرد این رباتها برای جوشکاری، بیشتر در عملیات جابجا کردن مواد، چیده شدن و جابجایی و توزیع محصولات است. علت برجسته شدن این رباتها همان شباهتشان به بازوی انسان است که یکی از متنوعترین و جمعوجورترین طرحها در بازار محسوب میشود.
رباتهای شش محوره
این رباتها را نوعی از ربات مفصلی میدانند. دارای استحکام بالا و دامنهی حرکتی زیاد است که در بیشتر کارها از جمله جابه‌جا کردن و حذف مواد، رنگ‌آمیزی کردن و… بکار میرود.
رباتهای اسکارا
رباتهای اسکارا دارای چهار درجه آزادی هستند و کاربردشان برای کارهایی است که نیاز به حرکتهای نقطه به نقطه سریع و تکرارپذیر و واضح داشته باشند. مثلا مونتاژ قطعه‌های کوچک و پالتسازی و…
ربات استوانه‌ای
همانطور که از نامشان پیداست یک پوشش استوانه‌ای دارند با بازوی قابل گسترش که حرکتشان عمودی و کشویی است. این رباتها طراحی فشرده دارند و به همین علت در محیط‌های کوچک و برای لحیم کاری، مونتاژهای ساده، جوشکاری نقطه‌ای و مراقبت از ماشین به‌کار میروند.
دو نوع دیگر از رباتهای جوشکاری را در قسمت بعدی توضیح خواهیم داد تا شما بهترین انتخاب را داشته باشید.
ربات دکارتی و گنتری؛ یک توضیح مختصر
همانطور که در بالا هم گفته شد ربات جوشکاری دارای شش نوع است که چهار مورد آن را به اختصار توضیح دادیم. ربات دکارتی و ربات گنتری هر کدام دارای ویژگی‌های منحصربه‌فرد هستند که در زیر نوشته شده است.
ربات دکارتی
این رباتها را خطی و دروازهای نیز مینامند. بر روی سه محور خطی حرکت میکنند که از سیستم مختصات دکارتی استفاده میشود. از رایجترین رباتها در کاربردهای صنعتی و بیشتر ماشین‌های سیانسی و چاپ‌های سه بعدی مصرف میشوند.
ربات گنتری
این رباتها را نوعی از رباتهای دکارتی میدانند که نام دیگرشان دروازهای است. این رباتهای جوشکاری در طراحی‌های مختلف قابلیت تحمل بارهای سنگین و حرکت دادن آنها با سرعت و دقت بالا را دارند. میتوان آنها را به قدری بزرگ طراحی کرد که کل فضای کف تاسیسات را پوشش کامل بدهد.
به‌دلیل سهل بودن در کنترل حرکت رباتهای خطی هزینهی کمتری نسبت به انواع دیگر دارد و بسیار مقرون‌به‌صرفه است.
بطورکلی اگر بتوانیم به انتهای بازوهای رباتها ابزار جوشکاری را نصب کنیم میتوان هر نوع رباتی را به رباتهای جوشکاری تبدیل کرد؛ اما رایجترین آنها ربات شش محوره است زیراکه انعطاف‌پذیری آن باعث میشود تا در زوایایی که سایر رباتها قابلیت دسترسی ندارند این ربات عملیات جوشکاری را به راحتی انجام دهد.
ربات جوشکاری؛ از منبع تغذیه تا پایهی آن
ربات چوشکاری هم مانند هر ربات دیگری دارای اجزای مخصوص به خود است که در این قسمت نام برده و دربارهی هر کدام توضیح داده‌ایم.
1. منبع تغذیه
منبع تغذیه را قلب سیستم جوشکاری میتوان دانست. توان لازم برای جوش دادن قطعات فلزی توسط این قسمت انجام میشود و نصب آن نیازمند به برق سه فاز است.
رابط بوسیله‌ی رابط کنترلکننده و منبع تغذیه باهم در ارتباط هستند تا بر روی تنظیمات منبع تغذیه، سرعت ربات و… نظارت داشته باشند.
2. کابل رابط
کابل رابط، جهت اتصال منبع تغذیه و کنترلکننده ربات کاربرد داد.
کولرآبی
برخی جوشکاری‌ها نیاز به منبع آب خنک دارند که کولر ابی این کار را میکند.
3. فیدر سیم
فیدر سیم، سیم جوش را به مشعل میرساند بطوریکه با ولتاژ و جریان منبع تغذیه جوش تطابق داشته باشد.
براکت فیدر
براکت فیدر سیم، جهت نصب فیدر سیم روی ربات بکار میرود.
4. لوله
لوله، کابل ارتباطی فیدر سیم است.
5. مشعل جداکننده
مشعل جداکننده، در صورت برخورد مشعل، آن را قطع میکند.
6. دیسک عایق
برای مابین مشعل و یا شکاف مکانیکی ضرورت دارد.
7. کابل مشعل
کابل مشعل، جهت اتصال مشعل با فیدر سیم بکار میرود.
8. گردن مشعل
گردن مشعل، در واقع مشعل جوشکاری است.
9. نگهدارنده سیم جوش
نگهدارنده سیم جوش، سیم را به فیدر سیم میرساند. در انواع معمولی، بشکه‌ای و قرقره‌ای است.
10. مجرای سیم جوش
مجرای سیم جوش، مابین فیدر سیم و نگهدارند سیم جوش نصب میشود.
11. مسیرهای خطی
مسیرهای خطی، این امکان را برای ربات جوشکاری فراهم میکند تا با افزایش دسترسی بتواند کار چندین ربات را عملی کند.
12. پایه منبع تغذیه
پایه منبع تغذیه، جهت نصب منبع تغذیه جوش مصرف میشود.
ربات جوشکاری؛ مزیت استفاده از آن
عوامل بسیاری هستند که باعث میشود تا شرکت‌ها و کارخانجات تمایل به جوشکاری رباتیک داشته باشند این عوامل اعم از:
- کاهش پیدا کردن هزینه‌ها و مقرون‌به‌صرفه بودن
- داشتن ظاهر خوب و کیفیت بالای قطعات مصرفی
- بدست آوردن نتیجهی سریع با دقت بالا
- بالا بودن بهره‌وری
- بهتر کنترل کردن نیرو و حرکت
- داشتن ایمنی بالا
- چلوگیری کردن از آسیب‌های جدی مانند انفجار، نابینایی، برق گرفتگی و…
- بالا بودن سرعت عملکرد
- کم کردن خطا
- یاری رساندن به محیط زیست
- کم کردن مصرف انرژی
- قابلیت کار کردن در تمام طول روز و شب
این مزیت‌ها باعث سوق یافتن افراد جهت استفاده از جوشکاری رباتیک میشود.
ربات جوشکاری؛ معایب استفاده از آن
جوشکاری رباتیک هم مانند تمام کارهای دیگر همانطور که مزایای زیادی دارد، دارای برخی معایب نیز هست که ممکن است در برخی موارد مزایا را نیز تحت‌الشعاع قرار می‌دهد، در ادامه به آنها میپردازیم.
- در شرکتهایی که از جوشکاری رباتیک استفاده میکنند هزینهی حمل و نقل کمتر میشود؛ اما اگر بصورت انفرادی بخواهید بر روی اپراتورها و تجهیزات سرمایه‌گذاری نمایید متضرر خواهید بود.
- رباتها نسبت به انسانها قابل اعتمادتر هستند؛ اما باید در نظر گرفت که انسانها میتوانند به شرایط غیرعادی واکنشی نشان دهند که رباتها این قابلیت را ندارند. وقتی یک جوشکار رباتیک نیاز به اصلاح داشته باشد زمان زیادی را این میان برای دوباره برنامه‌ریزی کردن باید صرف کرد که همین روند پروژه را طولانی‌تر میکند.
- پیکربندی بازوی رباتیک زمان زیادی میبرد که این برای پروژه‌های کوچک چندان خوب نیست و نیروی انسانی میتواند سریعتر فرآیند را تکمیل کند.
- رباتیک قادر به گرفتن تصمیمات انظباطی بطور مستقل نیست.
- جوشکاری رباتیک در برخی مکانهای خاص مانند مخازن داخلی و بدنه کشتی و مخازن تحت فشار کار دشواری است.
- وابسته بودن شرکت به جوشکاری رباتیک در زمان بروز مشکلات فنی در رابطه با رباتها میتواند بسیار مشکل‌ساز باشد.
- برای راه‌اندازی نیازهای اولیه جوشکاری رباتیک نیاز به هزینهی بالا است.
با در نظر گرفتن مزایا و معایب گفته شده، میتوان تصمیم بهتری در جهت مصرف آن گرفت.
هشت صنعتی که جوشکاری رباتیک در آن کاربرد دارد
از این رباتهای پر مصرف میتوان برای هر صنعتی که نیاز به جوشکاری دارند مصرف کرد؛ اما از رایجترین این صنایع میتوان به صنعت خودرو، صنعت فولاد، صنعت هوافضا، فولاد، ذوب آهن، هواپیماسازی، کارخانه‌های تولید قطعه‌های فلزی،تولیدی لوازم برقی و خانگی و… اشاره نمود. قیمت ربات جوشکاری بسته به کاربرد آن میتواند متفاوت باشد.
باید در نظر داشت که ربات جوشکاری دارای کاربردهای بالایی است که در اینجا به قسمتی از آن اشاره نمودیم.
چگونه با رباتهای جوشکاری کار کنیم؟
استفاده از ربات جوشکاری هم مانند هر کار دیگری در صنعت دارای روشهای مختلفی است و بسته به اینکه برای چه عملیاتی به‌کار میرود روش آن نیز مشخص میشود. در ادامه با انواع این روشها آشنا خواهید شد.
7 روش به‌کارگیری ربات جوشکاری
- جوشکاریARC
این روش، از متداولترین روشهای جوشکاری به کمک رباتهای صنعتی است که به ان جوش قوس الکتریکی نیز میگویند. در روش گفته شده حرارت ششهزاروپانصد درجه فارنهایت تولید میشود که باعث ذوب فلزات میشود و بدین ترتیب بهم جوش میشوند. در نتیجهی فرآیند و خنک شدن فلزها، اتصالی محکم میان آنها ایجاد میشود
- جوشکاری نقطه‌ای
از این روش برای متصل کردن ورقه‌ای نازک فلزی به یکدیگر در نقطه‌ای مشخص استفاده میشود که بیشتر در صنعت خودروسازی کاربرد دارد.
- ربات جوشکاریCO2
این روش که جوشکاری قوس فلز نام دارد یکی از روشهای بسیار سریع و سهل است که در آن از رسوب فلز بهره میبرند. بدین صورت که سیمی مرتبا به طرف بازویی که گرم شده سوق مییابد و در نتیجه ذوب میشود. از طریق این روش مقدار فراوانی فلز مذاب برای متصل کردن پایه به قطعه‌ای دیگر فراهم میشود.
بیشترین کاربرد این روش در فرآیندهایی است که نباید در آنها وقفه‌ای باشد. واضح است که نیروی انسانی قابلیت انجام جوشکاری بطور مرتب و بدون وقفه را ندارد و در اینجا این روش به کمک انسان میآید.
- جوشکاری TIG
برای صنایعی که جوشکاری در آن باید با دقت بالا انجام گیرد از این روش اشتفاده میکنند که معروف به روش قوس تنگستن گاز است. در واقع نوعی قوس الکتریکی است که از میان الکترود تنگستن و پایهی فلزی عبور میکند.
بیشتر در مواردی که نیاز به جوش نقطه‌ای است استفاده میشود و تداوم داشتن در حین جوشکاری چندان اهمیتی ندارد. برای اتصالات فلزات نازک نیز کاربرد دارد. دود تولید شده از تنگستن اغلب سرطانزا است و به همین علت کاربرد ربات در این شیوه ضروری است. هرچند که در کشورهای دیگری این روش منسوخ شده است اما در کشور ما همچنان کاربرد دارد.
- جوشکاری لیزر
جوشکاری لیزر برای زمانیکه جوشکاری با تعداد زیادی از قطعات باید با دقت و سرعت بالا انجام بگیرد کاربرد دارد ماننذ قطعات کوچک جواهرات، تجهیزات پزشکی و…
- جوشکاری پلاسما
کاربرد این روش بیشتر زمانی است که در یک صنعت نیاز به تغییر حالت دادن سریع قطعات و اتصالها باشد. این روش بیشترین درجه‌ی منعطف بودن را دارد و به سهولت میتوان سرعت گاز عبور شده از نازل و دما توسط اپراتور تغییر کند.
- جوشکاری آلومینیوم
جوشکاری به روش الومینیوم را به کمک روش جوشکاری قوس الکتریک انجام میدهند. روشهای جوشکاری توسط آلومینیوم معروب به جوشmigوtig است.
کدام روش جوشکاری بهتر است؟ نکات پایانی
همانطور که در قسمتهای بالا نیز اشاره نمودیم جهت انتخاب کردن ربات جوشکاری لازم است تا پارامترهای مختلفی را در نظر داشته باشیم. اینکه کدامیک از روشهای ذکر شده در جوشکاری بهتر است نیز بستگی به این دارد که میخواهیم از آن چه استفاده‌ای کنیم؛ اما برخی از مهمترین پارامترها عبارتند از:
اولین و مهمترین مورد این است که ربات صنعتی که ما به آن نیاز داریم قرار است در چه صنعتی مورد استفاده قرار گیرد؟
دومین مورد نگاه کردن به مشخصات فیزیکی ربات است به بیان سادهتر ما به رباتی با چه تعداد بازو نیازمندیم؟
و آخرین مورد اینکه ربات مد نظر ما قرار است چه مقدار وزن را متحمل شود؟ طول بازوی ربات باید چه اندازه باشد؟
با در نظر گرفتن موارد بالا و روشهایی که ذکر شد امیدواریم که بتوانید بهترین تصمیم را بگیرید. در این مقاله سعی کردیم خیلی کوتاه از جوشکاری رباتیک و هرآنچه که لازم بود بدانید توضیح دهیم. قیمت ربات جوشکاری بالا بوده و بهتر است قبل از خرید تحقیقات کامل را انجام دهید و یا برای اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.
