تخيل أرضية مصنع حيث تتعامل الروبوتات مع الرفع الثقيل والوضع الدقيق والانتقالات السريعة للصفائح المعدنية بتنسيق لا تشوبه شائبة. هذا هو عالم خطوط التشغيل الآلي للمكابس الآلية. في هذه المقالة، سوف نستكشف المكونات الأساسية التي تجعل هذه الأنظمة فعالة وموثوقة للغاية. ستتعرف على الأدوار الحاسمة لروبوتات الختم وأنظمة التحكم والأجهزة الآلية المختلفة، مما يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية قيام هذه التقنيات المتقدمة بتبسيط الإنتاج وتعزيز السلامة.
يتكون خط الختم الآلي النموذجي عادةً من المكونات التالية:
يمكن تخصيص الترتيب المحدد لهذه المكونات بناءً على تصميم ورشة الإنتاج. على سبيل المثال، يمكن وضع عربة التفريغ إما موازية أو عمودية على خط التثقيب.
إنتاج الختم تتطلب الروبوتات عددًا من الميزات الأساسية بما في ذلك سعة حمولة عالية، ومسارات حركة دقيقة، وأداء موثوق به. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تتمتع هذه الروبوتات أيضًا بخصائص معينة مثل حركات بدء التشغيل المتكررة، ونطاق تشغيل واسع، والقدرة على التعامل مع قطع العمل الكبيرة، ومساحة دوران واسعة.
أدخل مصنعو روبوتات الختم تحسينات مختلفة على روبوتات المناولة التقليدية. وتشمل هذه التطورات زيادة قوة المحرك ومواصفات التروس، وأذرع الروبوت الأطول، والاستخدام الواسع النطاق للهياكل المثبتة على سقالة.
يجب أن يدمج نظام التحكم في خط مكابس الأتمتة الآلية الآلية مجموعة متنوعة من المكونات بما في ذلك المكابس والروبوتات وأجهزة إزالة البليتات والمنظفات وأجهزة التنظيف والزيوت وأجهزة التمركز وأجهزة الكشف عن المواد المزدوجة وأنظمة التعرف البصري وأحزمة النقل المختلفة وأنظمة التحكم المتزامنة وأنظمة حماية السلامة وشاشات العرض الكبيرة. يجب أن يتمتع النظام أيضًا بالقدرة على الاندماج بسلاسة في نظام تنفيذ التصنيع (MES) الخاص بالمصنع.
ولإدارة تكامل العديد من أنظمة التحكم الذكية بفعالية، يشيع استخدام أنظمة شبكة إيثرنت وناقل المجال الصناعي الثانوي. في بعض الحالات، قد يشتمل نظام ناقل المجال أيضًا على ناقل أمان لمزيد من الأمان.
في الوقت الحالي، هناك ثلاثة أنظمة سائدة لإزالة التحلل:
ميزة تصميم هذه الأنظمة هي أن المنصات توضع على عربة رفع هيدروليكية يمكن تحريكها. يتم مراقبة ارتفاع المواد المكدسة بواسطة أجهزة استشعار كهروضوئية ويتم التحكم فيها بواسطة الأنظمة الهيدروليكيةمما يضمن بقاءها ثابتة. تعمل الموزعة المغناطيسية إما هوائيًا أو كهربائيًا وتتحرك تلقائيًا بالقرب من المواد المكدسة.
يتم استخدام مصفوفة من أظرف التفريغ التي تحركها أسطوانة لتفكيك المواد، وتتحرك أظرف التفريغ عموديًا. وأخيرًا، يتم نقل الصفائح المفككة باستخدام أحزمة مغناطيسية.
وتتمثل ميزة تصميم هذا النظام في أن المواد المكدسة توضع على عربة تفريغ متحرك. لا يتم التحكم في ارتفاع المواد المكدسة، ولكن يتم ضبط الارتفاع الذي يقوم الروبوت بشفط المواد عنده تلقائيًا بناءً على السُمك المحسوب للصفائح أثناء عملية التفريغ.
يتم تركيب الحامل الخاص بالمقسم المغناطيسي على عربة التفريغ. الحامل قادر على الانتقال وله عدة وصلات قابلة للتعديل بحرية، مما يسمح بوضع الموزِّع المغناطيسي يدويًا على حواف المخزون أثناء تغيير المخزون.
توجد مجموعات الشفط بالتفريغ وحساسات اختبار القوة المزدوجة لإزالة التفريغ على أدوات الروبوت الجسرية. يقوم الروبوت بعد ذلك بفصل الصفيحة إلى قطع فردية ووضعها على حزام نقل قابل للسحب لمزيد من النقل.
وتتمثل ميزة تصميم هذا النظام في أن المواد المكدسة توضع على عربة شفط متحركة. لا يتم تنظيم ارتفاع المواد المكدسة، ولكن يقوم الروبوت بضبط ارتفاع الشفط تلقائيًا بناءً على السُمك المحسوب للصفائح أثناء عملية التفكيك.
يتم تثبيت الحامل الخاص بالمقسم المغناطيسي على عربة التفريغ، والتي يمكن ترجمتها ولها عدة مفاصل قابلة للتعديل يمكن تدويرها بحرية. عند تغيير المواد المكدسة، يجب وضع المقسم المغناطيسي يدويًا مقابل حواف المواد المكدسة.
توجد مجموعات الشفط بالتفريغ وحساسات اختبار القوة المزدوجة لإزالة التفريغ على أدوات الروبوت الجسرية. ثم يفصل الروبوت الصفيحة إلى قطع فردية ويضعها على حزام نقل قابل للسحب لمزيد من النقل.
يتم استخدام سير ناقل قابل للتمديد لنقل الصفائح الفردية بعد اكتمال عملية التفريغ. يمكن ضبط سرعة الناقل لتوفير الحركة اللازمة للصفائح المعدنية أثناء انتقالها عبر الغسالة.
عادةً ما يتم تنظيم سرعة السير الناقل من خلال تحويل التردد لضمان المزامنة المناسبة مع الغسالة والمزيتة. يمكن ضبط طول السير لاستيعاب المساحة عندما لا يتم تنظيف الصفائح المعدنية وتكون ماكينة التنظيف غير نشطة.
يمكن تقسيم تنظيف الصفائح المعدنية إلى نوعين: التنظيف عبر الإنترنت والتنظيف دون اتصال بالإنترنت.
التنظيف عبر الإنترنت هو الأنسب للمؤسسات ذات أحجام الإنتاج العالية. لاستيعاب حجم المحيط الكلي للسيارة، عادةً ما يكون عرض ماكينة التنظيف عبر الإنترنت 4.2 متر.
وعلى النقيض من ذلك، يُعد التنظيف دون اتصال بالإنترنت مثاليًا للمؤسسات ذات الإنتاج المنخفض من طراز واحد في المراحل الأولى من الإنتاج. يمكن لخط واحد لتنظيف الصفائح المعدنية أن يدعم من 2 إلى 3 خطوط تثقيب، وعادةً ما تكون ماكينة التنظيف غير المتصلة بالإنترنت بعرض 2 متر.
تتألف ماكينة التنظيف من عدة مكونات، بما في ذلك نظام بكرات مع بكرات تغذية وفرشاة وعصر ونظام طاقة ونقل، وآلية ضبط هيدروليكية، ونظام فلتر تنظيف، ومجموعة فوهات عنقودية، ومجمع رذاذ الزيت، ونظام تشحيم، وآلية مشي، ونظام تحكم كهربائي.
يُستخدم بشكل أساسي لتنظيف الألواح القياسية، وكذلك الألواح واللفائف غير المطلية والمجلفنة والمغلفنة والألومنيوم.
الغسالة مزودة بآلية ذاتية الدفع ويمكن تحريكها بسهولة على المسار الأرضي عندما لا تكون قيد الاستخدام. تحتوي كل من الأسطوانة التوجيهية وأسطوانة الفرشاة وأسطوانة الضغط على إمكانات مستقلة لتعديل الضغط وتحويل التردد.
من خلال ضبط الضغط والسرعة بدقة، يظل نظام الأسطوانة البالية والمصلحة متزامنًا مع خط الإنتاج. تستخدم أسطوانة الضغط أسطوانة قماشية مغلفة غير منسوجة توفر أداءً ممتازًا في الضغط والشد، وتتميز بوظائف مقاومة للخدش والشفاء الذاتي.
تم تجهيز خزان زيت التنظيف بنظام تسخين، مما يسمح باستخدام وسيط التنظيف في درجات حرارة مختلفة لتحقيق أفضل نتائج التزييت. يتم التحكم في النظام الكهربائي عن طريق نظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) مع إمكانيات اتصال ناقل ميداني، ويمكن إدارة المعلمات والأعطال عبر واجهة الإنسان والآلة التي تعمل باللمس.
ولضمان جودة الصفيحة أثناء السحب والتشكيل عالي السرعة، يعد الاستخدام المحلي لزيت السحب على الصفيحة قبل الختم والتشكيل ممارسة شائعة في مصانع السيارات. وهو مناسب للاستخدام في خطوط الختم الآلي المزودة بماكينات التزييت.
يتم استخدام المزيتة في المقام الأول في عملية التزييت قبل رسم الصفائح المعدنية. وتتكون من وحدة مدفع، ووحدة إمداد الزيت وحفظه، ووحدة إمداد الهواء، ووحدة نقل الصفيحة، ووحدة تجميع رذاذ الزيت، ووحدة تحكم كهربائية، والماكينة نفسها.
جهاز التزييت مزود بآلية سير، مما يسمح بنقله دون اتصال عندما لا يكون التزييت مطلوبًا. يتم التحكم في الفوهات رقميًا لضمان التموضع الدقيق لغشاء الزيت على الصفيحة وسُمك غشاء موحد.
وبغض النظر عن التغيرات في درجة الحرارة المحيطة، تظل وحدات إمداد الزيت وحفظه في حالة الاستعداد، مما يضمن ثبات درجة حرارة الزيت لتحقيق أفضل النتائج.
لضمان وضع الصفيحة بدقة في القالب، من الضروري محاذاة الصفيحة قبل أن يلتقطها الروبوت. هناك ثلاثة أجهزة توسيط شائعة الاستخدام: جهاز توسيط الجاذبية، وجهاز توسيط ميكانيكي، وجهاز توسيط بصري.
جهاز تمركز الجاذبية:
يتم وضع الصفيحة المعدنية من خلال الجاذبية على سطح مائل مملوء بالكرات. الطاولة مجهزة بفحص الصفيحة في مكانها وفحص مزدوج للمواد.
جهاز توسيط الجاذبية مناسب للوضع المباشر بواسطة الروبوت، ولكن ليس للخطوط الأوتوماتيكية مع ماكينات الغسيل والتزييت.
جهاز التمركز الميكانيكي:
يتم نقل الصفيحة المعدنية إلى الكتلة بواسطة حقيبة جلدية مغناطيسية، وتقوم ثلاث أسطوانات بتحريك وحدة التغذية لدفعها نحو المركز لتحديد موضعها بدقة.
يمكن تعليم جميع مواضع وحدة التغذية وبرمجتها، ويحتوي جهاز التمركز على خاصية الكشف عن وضع المواد داخل الصفيحة والكشف عن المواد المزدوجة.
ويمكنها تلبية متطلبات التمركز عالي السرعة لمختلف مواد الألواح ويمكن استخدام تصميم المركز المزدوج للمعالجة المتزامنة للقطع المكونة من قطعتين أو ثنائية الوضع.
جهاز التمركز البصري:
هذا تطور تكنولوجي حديث يستخدم برنامج معالجة الفيديو لضبط موضع الصفيحة المعدنية تلقائيًا من خلال التقاط الصور وتعديل مسار الروبوت.
فهي لا تفي فقط بمتطلبات الوضع الدقيق للصفائح المعدنية في القالب، ولكنها أيضًا تقضي على تعقيد جهاز التمركز الميكانيكي.
يستخدم جهاز التمركز البصري بشكل أساسي حزامًا ناقلًا مغناطيسيًا مزودًا بحزام ناقل مغناطيسي مع كشف وصول الصفائح المعدنية والكشف عن القوة المزدوجة. وبالمقارنة مع جهاز التمركز الميكانيكي، فإنه يقلل التكاليف بشكل كبير.
يبلغ معدل إنتاج الروبوت الشجري سداسي المحاور القياسي للختم 8 قطع في الدقيقة. في السنوات الأخيرة الشركات المصنعة للروبوتات وطورت شركات تكامل الأنظمة سبعة محاور لزيادة الإنتاجية بشكل أكبر.
مع إضافة المحور السابع، يمكن زيادة معدل إنتاج خطوط الختم الآلي الآلي إلى 12 قطعة في الدقيقة، مما يجعل إنتاجية خطوط الختم الآلي الآلي الآلي مماثلة لخطوط الختم الآلي عالية السرعة باستخدام روبوتات مخصصة باهظة الثمن.
يمكن أن تتجاوز وتيرة الإنتاج في خط الختم الآلي 10 قطع في الدقيقة، مما يضع متطلبات مفرطة على محطة منصات التحميل في نهاية الخط بما يتجاوز الحد الأقصى للعمالة.
لاستيعاب الإنتاج عالي السرعة، يجب تحويل الأجزاء المختومة أولاً. بعد ذلك، يمكن تعبئتها يدويًا أو آليًا في الرفوف، قبل إزالتها أخيرًا بواسطة رافعة شوكية.