تواصل معنا عميل من المملكة العربية السعودية عبر الموقع الإلكتروني الرسمي لشركة UMW، طالباً حلولاً آلية للحام المكونات الهيكلية الكبيرة. يُعدّ هذا العميل شركة رائدة في تصنيع المقطورات ومعدات النقل، حيث يُنتج بشكل أساسي هياكل المقطورات وإطاراتها والأجزاء الهيكلية ذات الصلة. ومع تزايد طلبات السوق، سعى العميل إلى تحسين عمليات اللحام اليدوي الحالية، ورفع مستوى جودة اللحام، وتخفيف الإجهاد البدني الناتج عن مهام اللحام المتكررة.
خلفية العميل
يتخصص العميل في تصنيع المقطورات ومعدات النقل ذات الصلة؛ وتشمل مجموعة منتجاته هياكل المقطورات والإطارات ومكونات هيكلية مختلفة تتحمل الأحمال.
عادةً ما يقوم المصنّعون بتجميع هياكل المقطورات عن طريق لحام مكونات هيكلية متنوعة، مثل الفولاذ المُشكّل والأنابيب المربعة. تتطلب هذه المكونات الكبيرة العديد من خطوط اللحام أثناء عملية الإنتاج. ومع ازدياد متطلبات الإنتاج، سعى العميل إلى تعزيز كفاءة الإنتاج واتساق اللحام، مع ضمان جودة عالية للحام، وتقليل اعتماده المستمر على اللحامين اليدويين المهرة.
استنادًا إلى نموذج الإنتاج الحالي للعميل وخصائص قطعة العمل، قدمت شركة UMW حلاً للحام الروبوتي التعاوني المتنقل للحام الآلي للمكونات الهيكلية للمقطورات.
قطع العمل والمواد والتحديات المحددة
يركز هذا المشروع على لحام مكونات الصلب المشكلة المستخدمة في هياكل المقطورات وإطاراتها.
تشمل القطع الرئيسية ما يلي:
فولاذ مشكل 380PFC
- أبعاد المقطع الجانبي: 380 × 100 مم؛
- سمك الشبكة: 10.0 مم؛
- سمك الشفة: 17.5 مم.
يستخدم المصنعون هذا النوع من الفولاذ المشكل بشكل أساسي للهياكل الحاملة للأحمال في هياكل المقطورات، حيث تعتبر قوة اللحام واستقرار الانصهار واتساق اللحام أموراً بالغة الأهمية.
مقطع مربع مجوف 50SHS (SHS)
- أبعاد المقطع الجانبي: 50 × 50 مم
- سُمك الجدار: يُحدده العميل
- يتراوح سمك الجدار الشائع لهيكل المقطورة من 3.0 إلى 4.0 مم.
تُستخدم هذه الأنابيب المربعة عادةً في الإطارات والدعامات والهياكل المساعدة، مما يتطلب توازنًا بين جودة اللحام والتحكم في مدخلات الحرارة ومظهر اللحام.
نظراً للاختلاف الكبير في السماكة بين قطع العمل والأبعاد الكبيرة لهياكل المقطورات، فقد طلب العميل نظاماً آلياً قادراً على لحام الفولاذ المشكل السميك مع توفير قدرة عالية على الحركة والمرونة.
طريقة المعالجة الأصلية للعميل ونقاط الضعف
كانت عملية الإنتاج الأصلية للعميل تعتمد بشكل أساسي على اللحام اليدوي. بالنسبة للمكونات الهيكلية الكبيرة مثل هياكل المقطورات، يوفر اللحام اليدوي بعض المرونة، ولكنه يكشف عن المشكلات التالية مع ازدياد أحجام الإنتاج:
- تعتمد جودة اللحام بشكل كبير على المشغل الفردي
إن الاختلافات بين اللحامين - مثل سرعة اللحام، وزاوية الشعلة، وبروز القطب الكهربائي، وعادات التشغيل - تجعل من الصعب الحفاظ على جودة متسقة على المدى الطويل، وخاصة بالنسبة للحامات الطويلة أو المتكررة.
- لحام قطع العمل الكبيرة يتطلب جهدًا بدنيًا كبيرًا
نظراً لكبر حجم هياكل المقطورات، يتعين على اللحامين تغيير وضعياتهم بشكل متكرر والحفاظ على وضعيات اللحام لفترات طويلة، مما يؤدي إلى الإرهاق.
- تتأثر كفاءة الإنتاج بعدد اللحامين المهرة.
تتطلب بعض اللحامات الحرجة لحامين ذوي خبرة عالية؛ ومع زيادة أحجام الطلبات، يمكن أن يصبح اللحام اليدوي عائقاً أمام توسيع نطاق الطاقة الإنتاجية.
وبالتالي، يسعى العميل إلى استخدام الروبوتات في مهام اللحام المتكررة للغاية، مما يسمح للعمال البشريين بالتركيز على التجميع والتحديد والفحص والعمليات الأخرى التي تتطلب حكماً مرناً.
المعدات الموصى بها من قبل جامعة ماري واشنطن وأسباب اختيارها
بناءً على أبعاد هيكل المقطورة، وسماكة المقطع العرضي، وطريقة اللحام، ومتطلبات التشغيل في الموقع، توصي شركة UMW بتكوين المعدات التالي:
عربة اللحام التعاوني E10L
تُعد هياكل المقطورات مكونات هيكلية كبيرة؛ يوفر حل اللحام التعاوني المتنقل مرونة أكبر من نقل قطعة العمل بأكملها بشكل متكرر إلى محطة عمل روبوتية ثابتة.
يمكن للمشغلين نقل وإعادة نشر المعدات عبر مناطق اللحام المختلفة، مما يجعلها مثالية لإطارات المقطورات الكبيرة، والإنتاج متعدد المحطات، وقطع العمل ذات الأحجام المختلفة.
نظام التحكم بعصا التحكم
إن استخدام عصا التحكم لضبط موضع الروبوت وتعليم نقاط اللحام يقلل من حاجز التشغيل، مما يتيح للعاملين في الموقع ضبط مسار الروبوت بشكل بديهي.
كما أنه يُسهّل إجراء تعديلات أسهل على البرنامج عند التعامل مع نماذج مقطورات مختلفة أو تغييرات في تفاصيل هيكلية محددة. Pulse-MIG 500RP Plus
بالنسبة للمكونات الفولاذية الهيكلية السميكة مثل 380PFC، يلزم وجود خرج قوس مستقر وقدرة عالية على التكيف مع عمليات اللحام المختلفة.
يتكامل جهاز Pulse-MIG 500RP Plus مع الروبوت لتقديم لحام MIG/MAG مستقر، مما يوفر معايير لحام مصممة خصيصًا للمكونات الهيكلية ذات السماكات المختلفة.
شعلة لحام TRM605WPP تعمل بنظام الدفع والسحب
تم تجهيز النظام بشعلة لحام TRM605WPP ذات الدفع والسحب، المصممة لتعزيز استقرار تغذية السلك مع تلبية احتياجات العميل المستقبلية للحام الألومنيوم.
في التطبيقات التي تتطلب استقرارًا عاليًا في تغذية الأسلاك - مثل لحام الألومنيوم - تعمل آلية الدفع والسحب على تخفيف مشكلات عدم الاستقرار المرتبطة غالبًا بتغذية الأسلاك لمسافات طويلة.
محطة تنظيف الشعلة الأوتوماتيكية
تتميز هياكل المقطورات بوجود العديد من خطوط اللحام، مما يتطلب من الروبوت تنفيذ مهام اللحام متعددة الأجزاء بشكل مستمر.
إن تضمين محطة تنظيف الشعلة الأوتوماتيكية يسمح بالصيانة الدورية للشعلة؛ وهذا يقلل من تأثير تراكم الشرر على استقرار اللحام ويدعم الإنتاج المستمر.
المعالجة الفعلية
بعد تأكيد الحل، أجرت شركة UMW اختبارات اللحام الآلي بناءً على المواصفات المحددة للعميل ومتطلبات اللحام.
أثناء الاختبار، تم وضع قطعة العمل أولاً وفقًا للخصائص الهيكلية لـ 380PFC و 50SHS، مع ضبط معلمات اللحام لتتناسب مع سماكات المواد المحددة.
بعد ذلك، تم استخدام عصا التحكم لتعليم الروبوت نقطة بداية اللحام ونقطة النهاية والمسار، بينما تم تعديل اتجاه الشعلة ليتوافق مع موقع خط اللحام الفعلي.
قام الروبوت بعملية لحام آلية على طول المسار المبرمج، مع تركيز الاختبار على ما يلي:
- استقرار القوس الكهربائي؛
- تشكيل خط اللحام؛
- دقة مسار اللحام؛
- أداء الاشتعال القوسي وملء الحفرة؛
- إمكانية تعديل المعلمات لتناسب قطع العمل ذات السماكات المختلفة؛
- الاستقرار أثناء التشغيل المستمر على خطوط اللحام الطويلة.
قام المهندسون بتعديل سرعة اللحام والتيار والجهد وسرعة تغذية السلك واتجاه الشعلة بناءً على الهيكل المحدد وموقع خط اللحام لضمان تطابق مسار الروبوت مع قطعة العمل الفعلية.
بعد الاختبار، تم تحسين البرنامج والمعلمات بشكل أكبر بناءً على نتائج اللحام الفعلية.
المزايا الخاصة للمعدات في هذا التطبيق
مناسب بشكل أفضل للمكونات الهيكلية للمقطورات الكبيرة
تتميز هياكل وإطارات المقطورات بحجمها الكبير؛ لذا فإن استخدام محطة عمل روبوتية ثابتة تمامًا يستلزم معالجة التحديات المتعلقة بمناولة وتحديد مواقع قطع العمل الكبيرة، بالإضافة إلى مساحة محطة العمل. ويمكن لعربة اللحام التعاونية أن تتحرك بالقرب من قطعة العمل لإجراء اللحام، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لبيئة إنتاج المكونات الهيكلية الكبيرة.
استيعاب مقاطع ذات سماكات مختلفة
يتضمن هذا المشروع كلاً من الفولاذ السميك 380PFC والأنابيب المربعة 50SHS؛ وتختلف الهياكل المختلفة في متطلباتها فيما يتعلق بمدخلات الحرارة ومعايير اللحام.
من خلال تنسيق برمجة الروبوت مع معايير اللحام، يمكن إنشاء برامج لحام محددة لقطع العمل المختلفة، مما يعزز القدرة على التكيف عبر مختلف المواصفات.
تحسين اتساق اللحام
تستطيع الروبوتات تنفيذ مهام اللحام بشكل متكرر بسرعات وزوايا ومسارات محددة، مما يقلل من عدم اتساق اللحام الناتج عن التباين البشري.
وتُعد هذه الميزة ذات أهمية خاصة بالنسبة للعديد من اللحامات المتكررة الموجودة في هياكل المقطورات.
خفض العوائق التشغيلية
إن استخدام الروبوتات التعاونية وأساليب التدريس القائمة على عصا التحكم يلغي الحاجة إلى إجراءات البرمجة المعقدة التي تميز الروبوتات الصناعية التقليدية.
تصبح العمليات في الموقع أكثر مرونة فيما يتعلق بتغييرات المنتجات، وتعديلات اللحام الموضعية، وإدخال قطع العمل الجديدة.
تسهيل الإنتاج المستمر للحام
يشكل مصدر طاقة اللحام، وشعلة اللحام بالدفع والسحب، ومحطة تنظيف الشعلة الأوتوماتيكية نظام لحام آلي كامل؛ وهذا يقلل من الحاجة إلى التدخل اليدوي المتكرر أثناء اللحام ويدعم التشغيل المستمر للمعدات.
لماذا تختار جامعة ماري واشنطن؟
إن تحقيق الإنتاج الآلي في صناعة المقطورات يتطلب أكثر من مجرد توصيل روبوت بآلة لحام.
تؤثر عوامل مثل أبعاد قطعة العمل، وسماكة المقطع الجانبي، ومواقع اللحام، وتصميم أرضية الورشة بشكل مباشر على الحل النهائي.
تقوم شركة UMW بتكوين المعدات ومطابقة العمليات بناءً على قطع العمل الخاصة بالعميل. نحن لا نوفر الروبوت التعاوني فحسب، بل نوفر أيضًا حلًا متكاملًا للحام يشمل مصدر الطاقة، وشعلة الدفع والسحب، ونظام التنظيف، ومنصة عمل متنقلة.
لتلبية احتياجات الإنتاج المحددة، تقدم شركة UMW ما يلي:
- تحليل قطعة العمل واللحام؛
- اختيار الحلول الروبوتية؛
- اختبار عملية اللحام؛
- تحسين معلمات اللحام؛
- تصحيح مسار الروبوت؛
- تكامل الأنظمة؛
- التدريب العملياتي؛
- الدعم الفني المستمر.
بدلاً من شراء معدات منفصلة، يحصل العميل على نظام لحام آلي مُصمم خصيصاً لعمليات لحام المقطورات. هذا يُسهّل اعتماد الأتمتة ويُمهّد الطريق لتوسيع تطبيقات اللحام الآلي في المستقبل.
ملخص
بفضل تطبيق حلول اللحام الآلي هذه ، نجح العميل في تطوير إنتاج مكونات هياكل المقطورات من اللحام اليدوي إلى اللحام الآلي. إذا كانت لديكم متطلبات مماثلة، يُرجى التواصل مع شركة UMW للحصول على حلول مُخصصة.