WeldAir Cobot DIY: تحويل جهاز اللحام بالليزر المحمول إلى أداة لحام وقطع موجهة بالروبوت

هل يمكن أن يصبح لحام الليزر المحمول أداة لحام وقطع خفيف موجهة بالروبوت؟ في هذا المشروع الذاتي، استخدمنا لحام الليزر المحمول WeldAir كنظام أساسي، وثبتنا رأس اللحام المحمول على روبوت تعاوني، وربطنا إشارات العملية الأساسية حتى يتمكن الروبوت من تكرار مسار معلم.

عرض توضيحي: يوجه الروبوت التعاوني رأس لحام الليزر المحمول WeldAir خلال اختبارات قطع ولحام بسيطة.

لماذا تجربة تحويل الروبوت التعاوني؟

اللحام بالليزر المحمول مرن، لكن النتيجة النهائية تعتمد بشكل كبير على المشغل. زاوية اللحام، سرعة الحركة، ثبات اليد، الوضعية، والتعب كلها تؤثر على الخرز. بالنسبة للحام المتكرر على منتج واحد، يمكن أن يصبح التشغيل اليدوي مرهقًا، وقد يكون من الصعب الحفاظ على الاتساق لفترات طويلة.

بدأ بروس، المهندس وراء هذا التحويل الذاتي، من هذه المشكلة العملية. إذا كان بإمكان الروبوت التعاوني استبدال حركة ذراع المشغل، يصبح من الأسهل تكرار العملية. لا يزال نظام الليزر المحمول يوفر الليزر، ورأس اللحام، والغاز، وقدرة تغذية السلك، بينما يوفر الروبوت التعاوني الحركة المضبوطة.

لماذا لا نثبت رأس الليزر المحمول فقط على وحدة CNC؟

يسأل العديد من المستخدمين عما إذا كان يمكن تثبيت رأس لحام ليزر محمول على طاولة CNC صغيرة أو وحدة حركة XY للقطع. يمكن أن يكون هذا النهج منطقيًا للألواح المسطحة، والملفات البسيطة، والعمل المستوي المتكرر. لكنه ليس دائمًا الأنسب لطريقة عمل مستخدمي الليزر المحمول فعليًا.

في العديد من الورش، يكون متطلب القطع عرضيًا، والمواد ليست سميكة جدًا، والقيمة الحقيقية لا تزال في اللحام المرن. يمكن أن تكون الطاولة الثابتة مفيدة، لكنها تقيد قطعة العمل بحجم الطاولة وغالبًا ما تكون الهندسة مسطحة. يمكن للروبوت التعاوني الوصول حول القطعة، والاقتراب من زوايا مختلفة، والتبديل بشكل أكثر طبيعية بين اللحام وعروض القطع الخفيف.

العملية الأساسية لـ "افعلها بنفسك"

التحويل نفسه ليس معقدًا من حيث المفهوم. العمل الرئيسي هو التثبيت الميكانيكي، مطابقة الإشارات، تعليم المسار، وضبط العملية.

1. تصميم الحامل: إنشاء حامل تثبيت معدني يثبت رأس اللحام بالليزر المحمول WeldAir على شفة نهاية الروبوت التعاوني.
2. مطابقة الإشارات: توصيل إشارات العملية الرئيسية بين اللحام بالليزر المحمول ونظام تحكم الروبوت.
3. تعليم المسار: استخدام تعليم اليد للروبوت التعاوني لبناء مسار قطع أو لحام قابل للتكرار.
4. ضبط المعلمات: ضبط ارتفاع التركيز، ضغط الغاز، السرعة، خرج الليزر، وسلوك تغذية السلك حسب الحاجة.

الخطوة 1: بناء حامل تثبيت مستقر

الخطوة الأولى هي تصميم جزء هيكلي معدني يثبت رأس اللحام المحمول WeldAir بإحكام على الروبوت التعاوني. قد يبدو هذا الحامل تفصيلًا صغيرًا، لكنه يؤثر مباشرة على الاستقرار، السلامة، وقابلية التكرار.

يجب أن يحافظ الحامل على ثبات الرأس أثناء الحركة، ويترك مساحة كافية لصيانة الفوهة والعدسة، ويتجنب تحميل معصم الروبوت بشكل زائد. كما أن توجيه الكابلات مهم أيضًا. يجب ألا يتم سحب أو ضغط كابل الألياف، كابل التحكم، أنبوب الغاز، ومسار تغذية السلك أثناء حركة الروبوت.

الخطوة 2: توصيل إشارات العملية

بعد تركيب رأس اللحام، يحتاج اللحام بالليزر المحمول والروبوت إلى التواصل. في هذا المشروع، كانت الإشارات الرئيسية تشمل انبعاث الليزر، التحكم في اللحام، تغذية السلك، وتدفق غاز الحماية أو الغاز المساعد.

الهدف ليس جعل النظام معقدًا بلا داعٍ. الهدف هو التزامن. عندما يصل الروبوت إلى نقطة البداية، يجب أن تبدأ العملية بالتسلسل الصحيح. وعندما ينهي الروبوت المسار، يجب أن يتوقف الليزر والمخرجات المرتبطة به بشكل موثوق.

الخطوة 3: تعليم مسار القطع أو اللحام

هنا يصبح الروبوت التعاوني مفيدًا لأعمال "افعلها بنفسك". بدلاً من كتابة برنامج روبوت معقد من البداية، يمكن للمشغل تحريك الروبوت التعاوني يدويًا، تسجيل النقاط، وإنشاء مسار قابل للتكرار.

في اختبار القطع، يتركز الانتباه عادةً على المسار، ارتفاع القطع، ضغط الغاز، قوة الليزر، وسرعة حركة الروبوت. في اختبار اللحام، يحتاج المشغل أيضًا إلى مراعاة زاوية الشعلة، موقع اللحام، تغذية السلك، وسرعة اللحام.

الخطوة 4: ضبط التركيز، الغاز، والسرعة

القطع أو اللحام الأول نادرًا ما يكون النتيجة النهائية. يحتاج العملية إلى ضبط. كانت نقاط التعديل الرئيسية لبروس هي موضع التركيز، المسافة بين رأس اللحام والمادة، ضغط الغاز، وسرعة حركة الروبوت.

إذا لم يكن حافة القطع نظيفة، يمكن للفريق تعديل ارتفاع التركيز، قوة الغاز، والسرعة. إذا كانت نتيجة اللحام غير متسقة، يمكن للفريق فحص زاوية الشعلة، دقة المسار، تغذية السلك، ومعلمات الليزر.

حيث يكون هذا الإعداد منطقيًا

يُفهم تحويل WeldAir + الروبوت التعاوني هذا بشكل أفضل كمفهوم أتمتة مرن، وليس كبديل لقاطع ليزر مخصص للصفائح المعدنية. هو مفيد عندما يحتاج العمل إلى التكرار، لكنه لا يبرر بناء منصة قطع CNC كاملة.

• لحام متكرر على منتج واحد حيث تؤثر إجهادات اليد على الاتساق.
• قطع عمل ثلاثية الأبعاد أو مائلة لا تناسب بشكل طبيعي على طاولة مسطحة.
• تجارب دفعات صغيرة، تحقق من قبل المدمج، أو عروض ورش العمل.
• اختبارات قطع خفيفة حيث يكون حجم القطع والسماكة محدودين.
• العملاء الذين يرغبون في استكشاف الأتمتة باستخدام جهاز لحام ليزر محمول موجود.

ملاحظات هندسية قبل التجربة

• تحقق من الحمولة: أكد حمولة الروبوت، عزم معصم اليد، وزن الحامل، وزن الرأس، وحمل الكابلات قبل تشغيل المسارات.
• احمِ الكابلات: خطط لمسارات الألياف، الغاز، الكهرباء، وتغذية السلك بحيث لا تسبب حركة الروبوت توترًا أو انحناءات حادة.
• استخدم تسلسلًا آمنًا: يجب بدء وإيقاف خرج الليزر، الغاز، تغذية السلك، وحركة الروبوت بتسلسل محكم.
• أعطِ الأولوية للسلامة: استخدم الحماية المناسبة لليزر، الأقفال الأمنية، معدات الحماية الشخصية، استخراج الأبخرة، زر الإيقاف الطارئ، وإجراءات السلامة المحلية.

الخاتمة

يُظهر هذا المشروع اليدوي طريقة عملية لتحويل جهاز لحام ليزر محمول WeldAir إلى أداة عملية موجهة بالروبوت. يبدأ التحويل بحامل تثبيت، ثم مطابقة الإشارات، ثم استخدام تعليم الروبوت التعاوني لتكرار مسارات القطع أو اللحام.

لا يُقصد به استبدال قاطع ليزر CNC محترف. بدلاً من ذلك، يمنح مستخدمي الليزر المحمول خيارًا آخر: الحفاظ على مرونة نظام الليزر المحمول، لكن السماح لروبوت تعاوني بالتعامل مع الحركة المتكررة.

لمراجعة مشروع حقيقي، حضّر نوع المادة، السماكة، صور الأجزاء، جودة اللحام أو القطع المطلوبة، شكل المسار، قيود التثبيت، مدى وصول الروبوت، ومتطلبات السلامة. هذه التفاصيل تحدد ما إذا كان من الأفضل استخدام وحدة CNC ثابتة، تحويل روبوت تعاوني، أو آلة مخصصة.