إن فهم تقنية تتبع اللحام يعني فهم جميع الحلول الذكية الممكنة. وبناءً على عملية اللحام والمواد المستخدمة ومتطلبات وقت الدورة، سيظهر الحل الأمثل عادةً مع مرور الوقت.
لكن هل تعرف جميع حلول تتبع الدرزات المتاحة؟
ما هي مزايا وعيوب جميع حلول تتبع الدرزات المختلفة؟
بناءً على وضع اللحام الخاص بي، ما هي حلول تتبع اللحام غير المناسبة لي؟
تُتيح تقنية الاستشعار إمكانياتٍ عديدة لعمليات اللحام. بعضها منخفض التكلفة وذو قدرات محدودة، بينما يتطلب بعضها الآخر استثمارًا كبيرًا وتصميمًا مدروسًا، وتتمثل إحدى أهم مزاياها في توفير التكاليف. دعونا الآن نتعرف مع شركة هانغاو تك (سيكو ماشينري) على أنواع أنظمة تتبع اللحام المختلفة لآلات تصنيع أنابيب اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل (لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (TIG)) المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ومبادئ عملها، ومزاياها وعيوبها.
1. استشعار اللمس
تعتمد تقنية الاستشعار باللمس على تطبيق الروبوت جهدًا كهربائيًا ضئيلاً على فوهة اللحام أو سلك اللحام. وظائف كلتا التقنيتين متطابقة، والفرق الوحيد يكمن في طريقة تحويل البيانات إلى الروبوت. عند تطبيق الجهد، يرتفع الروبوت نحو المادة المراد لحامها، فيلامسها، مما يُحدث تماسًا كهربائيًا، ثم يسجل الروبوت موضع القيمة المسجلة ويحدد موقع السطح. في معظم الحالات، يتطلب كل مفصل لمستين على الأقل لتحديد موقعه - على السطحين الرأسي والأفقي. يقوم الروبوت بربط متجهات البحث هذه وتحديد موقع المفصل الملحوم بدقة.
عند مفاصل الزاوية أو الحافة الخارجية، عادة ما تكون هناك حاجة إلى لمسة ثالثة من الروبوت للحصول على جميع المواضع الصحيحة للسماح للروبوت بالعثور على المفصل وتتبعه.
يُعدّ استشعار اللمس حلاً فعالاً للغاية لتتبع حركة المفاصل بتكلفة منخفضة. وهو حل بسيط يعتمد على البرمجيات، ويمكن تطبيقه من وحدة التحكم اليدوية دون الحاجة إلى أنظمة إضافية. ومن أهم مزايا استشعار اللمس إمكانية الوصول إلى المناطق الضيقة، إذ لا توجد أي عوائق مادية سوى الموصل الذي يمنع فوهة مصباح الروبوت من ملامسته.
مع ذلك، فإنّ تقنية الاستشعار باللمس لها بعض القيود، مما يجعلها حلاً فعالاً للغاية لاستشعار الوصلات وتتبع اللحامات. أول هذه القيود هو بطء عملية الاستشعار باللمس، حيث يزداد زمن كل متجه بحث بمقدار 3 إلى 5 ثوانٍ. لذا، عند استخدام الاستشعار باللمس على جزء ثنائي الأبعاد، قد يُضاف من 6 إلى 10 ثوانٍ إلى دورة اللحام، أما عند استخدامه على جزء ثلاثي الأبعاد، فيزداد زمن بدء كل قوس بمقدار 15 ثانية.
يُعدّ عدد نقاط الخطأ في نظام استشعار اللمس عند نهاية القوس أكبر بكثير من الحلول الأخرى. كما أن الأسلاك المنحنية أو المواد المتسخة والمتقشرة تُصعّب إجراء استشعار اللمس بشكل متسق. يُستخدم استشعار اللمس فقط لتحديد نقطة بداية القوس أو نهايته، ولا يُساهم في تحديد فرق طول اللحام، لذا فهو لا يُعوّض عن عدم اتساق أدوات التثبيت أو الأدوات.
تتأثر دقة استشعار اللمس بنوع وصلات اللحام. تُعد وصلات اللحام الزاوي والوصلات المتداخلة الأكثر شيوعًا والموصى بها، ولكن حتى في حالة الوصلات المتداخلة، يجب مراعاة سُمك المادة. أي شيء أقل من 5 مم (ربع بوصة) قد يُسبب مشكلة في استشعار اللمس، لأن الأسلاك قد لا تصل إلى سُمك المادة في اللوحة العلوية، مما يؤدي إلى تجاوز الحد المسموح به، أو قد تصطدم باللوحة السفلية وتحصل على قيمة خاطئة.
يحتاج مسدس اللحام الآلي الخاص بك أيضًا إلى مكبح سلك وقاطع سلك مُجهزين في مجموعة الشعلة لقطع السلك على مسافة معروفة من الطرف بحيث تكون قراءاتك متسقة طوال العملية.
يتطلب استشعار اللمس أيضًا حوافًا نظيفة، لأن الأجزاء الملحومة أو المشذبة بشكل سيئ يمكن أن تنتج قراءات خاطئة.
2. تتبع خط التماس المقوس
تُعدّ تقنية تتبع خط التماس عبر القوس (مذاق) المرحلة الثانية من تطبيق استشعار اللمس. بعد استشعار اللمس، يتم تحديد نقطة بداية القوس ونهايته، ثم يتم تطبيق تقنية تتبع خط التماس عبر القوس. تستطيع هذه التقنية تتبع المحورين Z وY للوصلة، مما يجعلها مناسبة جدًا للمواد السميكة.
تتطلب تقنية مذاق عملية نسج. فعندما ينتقل السلك من جانب إلى آخر من الوصلة، يتغير الجهد الكهربائي. ويعود ذلك إلى أن امتداد السلك يقل مع تغير المسافة بين طرف السلك ومسافة العمل. وهذا يسمح للروبوت بتفسير تغيرات الجهد وتعديل مسار التعليم للحفاظ على وضع اللحام الصحيح في الوصلة.
تُعدّ تقنية مذاق مناسبة لوصلات التراكب المصنوعة من مواد سميكة، والتي يجب أن يكون سمكها 5 مم (ربع بوصة) أو أكثر للحفاظ على ثباتها. لا يُنصح باستخدام تقنية مذاق مع سماكات أقل (في الواقع، لم أشهد حدوث ذلك باستخدام تطبيق تتبع اللحام خلال سنوات عملي)، وإلا فقد تُخاطر بحدوث تآكل أو تعرج في اللحام، مما يُقلل من متانة اللحام طوال العملية.
لهذا السبب لا يُنصح باستخدام مواد رقيقة خلال عملية اللحام بأكملها، إذ يميل ذلك إلى غسل أو إزالة حافة اللوحة العلوية. لا يُحدث هذا التنظيف تغييرًا ملحوظًا في الجهد، مما يدفع الروبوت للبحث - وهنا يكمن خطر الإصابة بالديدان.
من عيوب تقنية مذاق الأخرى ضرورة زيادة زمن الدورة نظرًا لاحتياج الروبوت إلى المرور عبر الوصلات. وعادةً ما تقتصر سرعة حركة مذاق على 35-50 بوصة في الدقيقة. كما تقتصر مذاق على تطبيقات اللحام بالقوس المعدني المحمي بالغاز (ميغ)، ولا تدعم اللحام بالقوس المعدني المحمي بالغاز (لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (TIG)) أو البلازما.
أخيرًا، يقتصر اختبار مذاق على الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ. لا يتوافق الجهد مع الألومنيوم، ولا يمكن إجراء اختبار مذاق بشكل موثوق. كما أن حالة المادة بالغة الأهمية. تؤثر نظافة القطعة، ونسبها، ووجود الصدأ عليها على مجموعة المعلمات، لأنك تحدد المعيار المطلوب لتغييرات الجهد. لذلك، فإن تغييرًا بنسبة 2% في الجهد على المحور Y السالب نتيجةً لتراكم طبقة أكسيد أو صدأ على المعدن سيؤدي إلى خصائص غير متسقة لاختبار مذاق.
بما أن الروبوت يحتاج إلى اللحام للتتبع، فإن نظام مذاق لا يمكنه العمل بدون لحام. كما أن مشكلة الالتصاق تُعدّ عائقًا، لأنه عند تجاوز نقطة اللحام المبدئي، يتغير موضع بروز الروبوت، مما يؤدي إلى فقدانه التتبع حتى يخرج من الجانب الآخر من نقطة اللحام.
3. نظام الرؤية ثنائي الأبعاد
تخيل الرؤية ثنائية الأبعاد ككاميرا. فهي تلتقط صورة مرجعية للجزء المثالي قبل بدء عملية اللحام، ثم تُطابق هذه الصورة مع كل جزء جديد لاحق، فتكتشف أي انحراف وتُعدّل مسار اللحام. لكنها لا تُنتج سوى صور بالأبيض والأسود، حيث تظهر الصورة على سطح الجزء. لا تستطيع الرؤية ثنائية الأبعاد تحديد الارتفاع أو العمق، ولا تُعتبر عملية موثوقة لتتبع خط اللحام.
تُشكّل الوصلات، مثل وصلات V ووصلات التراكب، مشكلةً كبيرةً لأنظمة الرؤية ثنائية الأبعاد، لأنها لا تستطيع تحديد عمق هذه الأنواع من الوصلات الملحومة. كما تُشكّل المواد اللامعة، كالألومنيوم، مشكلةً أيضاً لأنظمة الرؤية ثنائية الأبعاد. عموماً، تُستخدم أنظمة الرؤية ثنائية الأبعاد لتحديد الأجزاء بدلاً من تتبعها. وبما أنها أنظمة تعتمد على الرؤية، فإنّ تداخل الضوء الخارجي يُعدّ عاملاً حاسماً في أداء المكونات البصرية. إضافةً إلى ذلك، فإنّ عدسة الكاميرا حساسة للغاية لرذاذ اللحام وأضرار القوس الكهربائي.
