تواصلت شركة تصنيع آلات ثقيلة من كولومبيا مع شركة UMW لاستكشاف حلول اللحام الآلي للمكونات الهيكلية للحفارات. كان العميل بحاجة إلى لحام قطع فولاذية كبيرة ذات خطوط لحام متعددة ومواقع لحام معقدة. ومع ازدياد متطلبات الإنتاج، أصبح اللحام اليدوي أكثر صعوبة في الحفاظ على جودة لحام متسقة وكفاءة إنتاجية عالية.
بعد مراجعة هيكل قطعة العمل ومتطلبات اللحام، قامت شركة UMW بتطوير حل لحام روبوتي مخصص لمساعدة العميل على تحقيق عملية لحام أكثر استقرارًا وتوحيدًا.
معلومات عن العملاء والصناعة
العميل هو شركة تصنيع كولومبية تخدم صناعة آلات البناء، حيث تشكل المكونات الهيكلية للحفارات جزءًا مهمًا من إنتاجها.
تتضمن مكونات الحفارات عادةً هياكل فولاذية ضخمة، ووصلات ملحومة متعددة، ومتطلبات تحمل أحمال عالية. وتؤثر جودة اللحام بشكل مباشر على قوة وموثوقية الهيكل النهائي.
بالنسبة للعميل، لم يكن الهدف الرئيسي هو مجرد استبدال اللحام اليدوي، بل إنشاء عملية لحام يمكن أن توفر اتساقًا أفضل أثناء الإنتاج المتكرر.
متطلبات قطعة العمل واللحام
ركز المشروع على المكونات الهيكلية للحفارات المصنوعة من الفولاذ الإنشائي.
تتميز هذه الأجزاء بأبعاد كبيرة نسبياً وتحتوي على عدة خطوط لحام موزعة على أسطح وزوايا مختلفة. بعض مسارات اللحام طويلة، بينما يتطلب البعض الآخر تشغيل شعلة اللحام حول ميزات هيكلية معقدة.
لذلك، احتاج العميل إلى حل قادر على توفير ما يلي:
- لحام مستقر على طول اللحامات الطويلة
- تشكيل لحام متسق
- التعامل المرن مع أوضاع اللحام المختلفة
- مسارات لحام قابلة للتكرار
- لحام موثوق به للأجزاء الهيكلية شديدة التحمل
- تقليل الاعتماد على التشغيل اليدوي
بالنسبة لمكونات الحفارات، يعد الحفاظ على معايير اللحام المستقرة وحركة الشعلة أمرًا بالغ الأهمية لأن الأجزاء النهائية يجب أن تتحمل الأحمال الميكانيكية المستمرة أثناء التشغيل.
تحديات اللحام اليدوي
قبل التفكير في الأتمتة، كان العميل يعتمد بشكل أساسي على اللحام اليدوي لهذه المكونات الهيكلية.
ومع ذلك، أصبحت العديد من التحديات واضحة بشكل متزايد مع ازدياد متطلبات الإنتاج.
جودة اللحام غير متناسقة
تختلف نتائج اللحام اليدوي باختلاف خبرة العامل، ووضعية العمل، وظروف اللحام. وقد يكون من الصعب الحفاظ على نفس سرعة الحركة وزاوية الشعلة طوال وصلات اللحام الطويلة.
كثافة العمل عالية
تتميز مكونات الحفارة بحجمها الكبير نسبياً، وغالباً ما تتطلب فترات طويلة من اللحام المتواصل. وهذا يزيد من عبء العمل على المشغل، لا سيما عند اللحام في أوضاع صعبة.
أوضاع اللحام المعقدة
تتواجد خطوط اللحام المختلفة بزوايا وارتفاعات متباينة. يحتاج المشغلون إلى إعادة ضبط وضعياتهم أو تعديل قطعة العمل بشكل متكرر، مما قد يؤثر على كل من الكفاءة واتساق اللحام.
توحيد الإنتاج المحدود
بالنسبة للإنتاج المتكرر، فإن الاعتماد بشكل كبير على التشغيل اليدوي يجعل من الصعب الحفاظ على نفس عملية اللحام من قطعة عمل إلى أخرى.
لذلك بدأ العميل بالبحث عن نظام آلي يمكنه توفير أداء لحام أكثر قابلية للتكرار.
نظام لحام روبوتي متعدد المحاور من نوع الكابولي
حلول اللحام المنسق متعدد المحاور من نوع الكابولي من شركة UMW
بناءً على حجم وهيكل وتوزيع اللحام لمكونات الحفارة، أوصت شركة UMW بنظام لحام روبوتي متعدد المحاور من نوع الكابولي للعميل الكولومبي.
بخلاف نظام اللحام الروبوتي الثابت التقليدي، يجمع هذا النظام بين هيكل حركة ناتئ وآلية لحام متعددة المحاور وجهاز تحديد موضع قطعة العمل. تعمل المحاور المتعددة بتنسيق تام، مما يسمح لشعلة اللحام وقطعة العمل بتغيير موضعهما باستمرار وفقًا لمسار اللحام المبرمج.
يوفر هذا التكوين نطاق عمل أكبر ومرونة أكبر في لحام المكونات الهيكلية الكبيرة والمعقدة للحفارات.
نطاق عمل واسع
يعمل العمود الرأسي والهيكل الكابولي على توسيع منطقة اللحام الفعالة، مما يجعل النظام مناسبًا للمكونات الهيكلية الكبيرة نسبيًا.
يمكن لرأس اللحام أن يتحرك إلى مواضع مختلفة حول قطعة العمل دون الحاجة إلى إعادة التموضع اليدوي المتكرر.
الحركة المنسقة متعددة المحاور
تعمل آلية اللحام بالتنسيق مع جهاز تحديد المواقع من خلال التحكم المنسق متعدد المحاور.
أثناء عملية اللحام، يمكن للنظام ضبط موضع الشعلة وزاوية اللحام واتجاه قطعة العمل في وقت واحد، مما يساعد على الحفاظ على وضعية لحام مناسبة على طول اللحامات المعقدة.
تحديد موضع قطعة العمل تلقائيًا
يقوم جهاز تحديد المواقع المدمج بتدوير وإمالة قطعة العمل وفقًا لتسلسل اللحام المبرمج.
وهذا يسمح بنقل خطوط اللحام الموجودة على جوانب مختلفة من مكون الحفارة إلى أوضاع لحام أكثر ملاءمة، مما يقلل من المناولة اليدوية أثناء العملية.
مسارات اللحام القابلة للبرمجة
يقوم مهندسو UMW ببرمجة مسار اللحام وفقًا للهندسة الفعلية ومواقع اللحام لقطعة العمل الخاصة بالعميل.
بمجرد وضع برنامج اللحام، يمكن إعادة استخدامه لإنتاج نفس المكون بشكل متكرر، مما يحسن من اتساق العملية.
معايير اللحام المستقرة
يحافظ النظام الآلي على سرعة اللحام وحركة الشعلة ومعايير اللحام المتحكم بها طوال المسار المبرمج، مما يساعد على تقليل الاختلافات الناتجة عن التشغيل اليدوي.
اختبار وعملية اللحام
1. تحليل قطعة العمل
قام مهندسو جامعة ماريلاند بتحليل أبعاد مكونات الحفارة، ومواقع اللحام، وزوايا اللحام، ونطاق الحركة المطلوب.
2. تثبيت قطعة العمل
تم تثبيت المكون بإحكام على جهاز تحديد المواقع لضمان استقرار الوضع طوال عملية اللحام.
3. برمجة المسار متعدد المحاور
تمت برمجة مسار اللحام بناءً على هندسة اللحام الفعلية. وتم تنسيق حركة الكابولي وآلية اللحام والموضع ضمن نفس تسلسل اللحام.
4. إعداد معلمات اللحام
تم ضبط معايير اللحام المناسبة وفقًا لمادة قطعة العمل ونوع الوصلة ومتطلبات اللحام.
5. اللحام الآلي المنسق
أثناء التشغيل، تحركت شعلة اللحام وجهاز تحديد الموضع معًا وفقًا للمسار المبرمج، مما سمح للنظام بضبط موضع اللحام وزاويته باستمرار.
6. فحص اللحام
بعد اللحام، تم فحص اللحامات المكتملة للتأكد من استمراريتها وتكوين اللحام وتناسقها العام.
نتائج اللحام
أنتجت عملية اللحام الآلي خطوط لحام متناسقة عبر مسارات اللحام المبرمجة.
بالمقارنة مع التشغيل اليدوي، يوفر التحكم الآلي حركة أكثر استقرارًا للشعلة وسرعة لحام أكبر، مما يساعد على تقليل الاختلافات بين اللحامات المختلفة.
بالنسبة لإنتاج مكونات الحفارات المتكررة، يمكن للعميل أيضًا إعادة استخدام برامج اللحام القائمة بدلاً من إعداد عملية اللحام من البداية لكل قطعة عمل.
يوفر هذا الحل العديد من الفوائد العملية:
- تشكيل لحام أكثر اتساقًا
- لحام مستقر على طول اللحامات الطويلة
- انخفاض التباين الناتج عن التشغيل اليدوي
- تقليل عبء العمل على المشغل أثناء اللحام المتكرر
- برامج لحام قابلة للتكرار للإنتاج الدفعي
- عمليات إنتاج أكثر توحيدًا
والأهم من ذلك، أن النظام يمنح العميل أساساً لتوسيع نطاق الأتمتة تدريجياً ضمن عملية إنتاج آلات البناء الخاصة به.
بناء عملية لحام أكثر توحيدًا
بالنسبة لمصنعي الآلات الثقيلة، فإن اللحام الآلي لا يقتصر فقط على زيادة سرعة اللحام.
تتطلب المكونات الهيكلية الكبيرة مثل تلك المستخدمة في الحفارات جودة لحام مستقرة، وعمليات قابلة للتكرار، وأتمتة مرنة قادرة على التكيف مع أشكال قطع العمل المختلفة.
من خلال تقديم حل لحام آلي مخصص، يمكن للعميل الكولومبي تقليل الاعتماد على اللحام اليدوي المتكرر مع إنشاء عملية إنتاج أكثر اتساقًا وقابلية للتوسع.
توفر شركة UMW حلولاً مخصصة للحام الروبوتي بناءً على أبعاد قطعة العمل الفعلية، والمواد، وأنواع اللحام، وأحجام الإنتاج، وتخطيطات المصانع.
إذا كنت تفكر في أتمتة مكونات الحفارات، أو آلات البناء، أو الفولاذ الهيكلي، أو غيرها من الأجزاء الملحومة الكبيرة، فإن شركة UMW تستطيع تطوير حلول اللحام الروبوتية وفقًا لمتطلبات الإنتاج الخاصة بك.