عصر پردازش لیزری رباتیک در مقیاس بزرگ فرا رسیده است

عصر پردازش لیزری رباتیک در مقیاس بزرگ فرا رسیده است
تولد روبات ها و استقرار و توسعه رباتیک متقاعد کننده ترین دستاوردها در زمینه کنترل خودکار در قرن بیستم و دستاورد بزرگ پیشرفت علم و فناوری بشر در قرن بیستم است. در سال 1959 اولین ربات صنعتی جهان متولد شد. در سال 1969، جنرال موتورز اولین سیستم پردازش جوش نقطه ای ربات را در جهان نصب کرد. بلافاصله پس از آن، فیات موتورز ایتالیا و نیسان موتور ژاپن به طور متوالی خطوط تولید جوشکاری نقطه ای ربات را نصب کردند و روبات های صنعتی رسما وارد مقیاس شدند. عصری که در آن تکنولوژی جایگزین ساخت مصنوعی می شود.

تولد روبات ها و استقرار و توسعه رباتیک متقاعد کننده ترین دستاوردها در زمینه کنترل خودکار در قرن بیستم و دستاورد بزرگ پیشرفت علم و فناوری بشر در قرن بیستم است. در سال 1959 اولین ربات صنعتی جهان متولد شد. در سال 1969، جنرال موتورز اولین سیستم پردازش جوش نقطه ای ربات را در جهان نصب کرد. بلافاصله پس از آن، فیات موتورز ایتالیا و نیسان موتور ژاپن به طور متوالی خطوط تولید جوشکاری نقطه ای ربات را نصب کردند و روبات های صنعتی رسما وارد مقیاس شدند. عصری که در آن تکنولوژی جایگزین ساخت مصنوعی می شود.

در حال حاضر نزدیک به 2 میلیون ربات در جهان وجود دارد که فروش آن با نرخ سالانه 20 درصد رشد می کند. فناوری و صنعت رباتیک توسعه بی سابقه ای را تجربه کرده است. با گسترش مداوم زمینه های کاربرد ربات ها، ربات ها از صنایع تولیدی سنتی وارد عرصه های کار و زندگی انسان شده اند. در جاهای دیگر، همانطور که دامنه تقاضا همچنان در حال گسترش است، توسعه ساختارها و فرم های ربات متنوع شده است. سیستم‌های تولید پیشرفته دارای ویژگی‌های بایونیک و هوش بالا هستند. همانطور که عملکرد آن به بهبود ادامه می‌دهد، عملکردهای آن به گسترش و بهبود ادامه می‌دهند، سیستم‌های ربات مختلف به تدریج به سمت هوش بالاتر و هماهنگی نزدیک‌تر با جامعه انسانی در حال توسعه هستند!

در حال حاضر کشورهایی که تعداد زیادی ربات تولید و مونتاژ دارند عمدتا در اروپا، آمریکا، ژاپن و کره جنوبی هستند. در دهه‌های 1970 و 1980، آنها اولین دور کاربرد گسترده ربات‌های صنعتی را تکمیل کردند و تغییر تولید صنعتی به سمت اتوماسیون را ترویج کردند. قبل از بحران مالی در سال 2008، تولید صنعتی کشور من عمدتاً متکی بر صنایع تبدیلی بود که نیروی کار فشرده بود. در سال 2008، هزینه های نیروی کار خانگی سال به سال افزایش یافت و ماشین آلات خودکار و ربات های صنعتی در مقیاس وسیع وارد خطوط تولید شدند تا جایگزین نیروی کار شوند. در گذشته، داشتن بیش از 10{7}} کارمند در دلتای رودخانه مروارید برای یک کارخانه اسباب‌بازی، لوازم الکترونیکی یا کفش معمول بود، اما اکنون بسیار نادر است. در عین حال، کشورهای توسعه یافته مانند اروپا، ایالات متحده، ژاپن و کره جنوبی توسعه اتوماسیون صنعتی را متوقف نکرده اند. در عوض، آنها دور دوم برنامه های کاربردی ربات های صنعتی را راه اندازی کرده اند. این بار این فناوری ربات هوشمند است که داده های بزرگ، بینایی ماشین، اینترنت و غیره را ترکیب می کند، در حالی که توسعه ربات های صنعتی کشور من از دور اول عبور نکرد و مستقیما وارد دور دوم برنامه های کاربردی ربات هوشمند شد.

2. پردازش لیزری رباتیک در هر لینک تولید به یک فرآیند منحصر به فرد تبدیل شده است

مزایای استفاده از ربات ها در تولید صنعتی بسیار آشکار است. آنها علاوه بر اینکه می توانند 24 ساعت شبانه روز کار دستی را جایگزین کنند، می توانند خطاها را نیز کاهش دهند. به خصوص در برخی از محیط های با درجه حرارت بالا، خطرات بالا، گرد و غبار و گازهای آلوده، می توانند جایگزین کار دستی و بهبود سلامت کارگران شوند. محافظت عالی را ارائه می دهد. به عنوان یک فرآیند ماشینکاری بدون تماس، پردازش لیزری به تدریج در دهه گذشته شناخته شده است. به دلیل کیفیت پردازش خوب و نرخ خروجی آن، به یک فرآیند منحصر به فرد در لینک های مختلف تولید تبدیل شده است. در چند سال گذشته، صنعت پردازش مکانیکی اندکی ضعیف بوده است و تجهیزات پردازش لیزری با میانگین رشد سالانه بیش از 20٪ به اسبی تیره در بازارهای مهر زنی، خمش، برش ماشین آلات و سایر تجهیزات مکانیکی تبدیل شده است. لیزرهای کم مصرف از میلی‌وات تا ده‌ها وات را می‌توان برای پردازش‌های دقیق مانند علامت‌گذاری، حکاکی، سوراخ‌کاری و میکرو برش استفاده کرد، در حالی که لیزرهای پرقدرت از صدها وات تا ده‌ها هزار وات برای برش مناسب هستند. ، جوشکاری و برش مواد فلزی بزرگ. مرمت، کاربردهای آن بسیار گسترده است.

پردازش لیزری سنتی به پردازش دو بعدی صفحه محدود بود. تا اواخر دهه 1980 بود که مردم شروع به ادغام لیزر در روبات های صنعتی کردند. شرکت‌های خودروسازی مانند جنرال موتورز و ولوو اولین پذیرندگان بودند. در سال 1999، شرکت رباتیک Leis آلمان برای اولین بار یک سیستم انتقال پرتو لیزر را به بازوی ربات معرفی کرد و اولین سیستم پردازش لیزر CO2 ربات درون بازو را ادغام کرد. استفاده از روبات‌ها این چاقوی سبک را قادر می‌سازد تا به پردازش چند بعدی و انعطاف‌پذیر دست یابد و محدودیت‌ها و فضای کاربردی پردازش دو بعدی اصلی را تا حد زیادی از بین ببرد.

3. پردازش لیزری رباتیک خودرو به یک روند عمومی تبدیل شده است

در صنعت خودروسازی امروزی، رقابت به طور فزاینده‌ای شدیدتر می‌شود و محصولات جدید باید به طور مداوم معرفی شوند تا به دنبال محصولات پیشرفته باشند و نیازهای عمومی را برآورده کنند. بنابراین، کمیت هر رقم کوچکتر و کوچکتر می شود و عمر محصول هر رقم کوتاه و کوتاهتر می شود. این امر مستلزم آن است که خودروسازان به طور مداوم از پتانسیل خود استفاده کنند، فناوری تولید را بهبود بخشند و در تلاش برای کاهش هزینه‌های تولید، از جمله هزینه‌های تولید آزمایشی محصولات جدید باشند. از 10 سال پیش، شرکت های اروپایی و آمریکایی به تدریج استفاده از دستگاه های برش لیزری روباتیک را برای تولید ورق فلزی خودرو ترویج کردند.

طی سال‌ها، فناوری و تجهیزات پردازش لیزر روباتیک کشور من یک فرآیند توسعه را از ابتدا، از کوچک تا بزرگ تجربه کرده‌اند و اکنون مقیاس صنعتی قابل توجهی را تشکیل داده‌اند. برش لیزری رباتیک به طور گسترده ای در پردازش ورق فلز، تولید خودرو، تولید شاسی و کابینت الکتریکی، تولید آسانسور، ماشین آلات کشاورزی، کارخانه های کشتی سازی و سایر زمینه های صنعتی استفاده شده است. صنعت خودروسازی صنعتی با تمرکز بالایی از تکنولوژی بالا است. لیزر یک روش ساخت پیشرفته است. در کشورهای صنعتی پیشرفته مانند اروپا و ایالات متحده، 50 تا 70 درصد قطعات خودرو توسط پردازش لیزری پردازش می شود. کاربردهای لیزر در صنعت خودرو عمدتاً جوشکاری لیزری و برش لیزری، برش لیزری شامل برش صفحه، برش سه بعدی و غیره است. کاربرد برش لیزری رباتیک در خودروسازی، عصر پردازش لیزر در مقیاس بزرگ فرا رسیده است.

5. برش لیزری سه بعدی رباتیک به یک مد جدید تبدیل می شود

به برش لیزری سه بعدی، برش لیزری سه بعدی نیز گفته می شود. دستگاه برش لیزری سه بعدی را دستگاه برش لیزر ربات نیز می نامند. این یک سیستم پردازش لیزری است که توسط جهت برش کنترل نمی شود و می تواند آزادانه برش دهد. به طور کلی، دستگاه های برش لیزری سه بعدی عمدتاً از سرهای برش، سیستم های ردیابی، لیزر، انتقال پرتو و سیستم های روبات صنعتی تشکیل شده اند. این می تواند پردازش برش انعطاف پذیر چند زاویه ای و همه جانبه مواد فلزی با ضخامت های مختلف را انجام دهد.

برش لیزری سه بعدی بسیار انعطاف پذیر است. در شرایط عادی، مجموعه ای از قالب ها را می توان تنها برای یک فرآیند از یک قطعه کار استفاده کرد، در حالی که برش لیزری سه بعدی را می توان برای هر فرآیندی از هر قطعه کار استفاده کرد. هنگامی که محصول قطعه کار تغییر می کند، مانند تغییرات در سطوح منحنی، پیرایش، سوراخ ها و غیره، فقط برنامه آفلاین برش لیزری نیاز به تغییر دارد. از آنجایی که ابزار ابزار مورد استفاده نسبتاً ساده است، تعویض فیکسچر ابزار نیز راحت است.

مزایای فناوری جوش لیزری سه بعدی به تدریج در حال کشف شدن است. در مقایسه با برش لیزری که فرآیند ساده ای دارد، جوش لیزری نیاز به در نظر گرفتن عواملی مانند موقعیت قطعه کار، انرژی قابل استفاده، مواد قابل اجرا، محیط جوش، سیستم حرکت، فیکسچر، طراحی سیستم نرم افزاری و غیره دارد. بنابراین، مقیاس کاربرد جوش لیزری توسعه بزرگتر از برش خالص خواهد بود. همانطور که در بالا ذکر شد، جوشکاری لیزری دو بعدی محدودیت های آشکاری دارد. پس از بیرون آمدن سیستم جوش لیزری ربات، جوشکاری لیزری پیچیده تری اعمال شده است. بارزترین آنها جوشکاری لیزری بدنه خودرو به رنگ سفید، سقف و پوشش پشتی است که محبوب ترین آنهاست. همانطور که همه ما می دانیم در ساخت هواپیما از جوش لیزری برای اتصال صفحات فولادی ضد زنگ در پایین کابین نیز استفاده می شود. در سال های اولیه، برخی از باتری های کوچک برای نیازهای روزمره و محصولات الکترونیکی با جوش لیزری مهر و موم شده اند. در سه سال گذشته، کاربرد جوشکاری باتری نیرو در وسایل نقلیه انرژی جدید، میلیاردها تجهیزات مورد نیاز را برای صنعت لیزر به ارمغان آورده است.

6. وضعیت توسعه پردازش سه بعدی لیزر رباتیک

با توسعه کامل بازار پردازش لیزر دو بعدی، بسیاری از مردم پردازش سه بعدی را به عنوان نقطه داغ بعدی بازار در تولید لیزر می دانند. کاربردهای فعلی پردازش لیزر سه بعدی شامل برش لیزری، جوشکاری لیزری، حفاری لیزری و سایر سیستم‌ها است که مزایای غیرقابل جایگزینی برای قطعات کار بزرگ، سه بعدی و نامنظم به شکل هندسی دارد. از آنجایی که سیستم پردازش لیزر رباتیک شامل جنبه های بسیاری از رباتیک، کنترل اتوماسیون و تخصص لیزر است، شرکت هایی که در حال حاضر در حال توسعه چنین سیستم هایی در بازار هستند، عمدتاً شرکت هایی در این سه زمینه هستند.

در کشورهای اروپایی و آمریکایی رابطه این سه نوع بنگاه مانند ماهی و آب است. توسعه فناوری و همکاری تجاری بسیار نزدیک است. اما آنچه نگارنده را دچار ابهام می‌کند این است که مبادلات و همکاری بین این سه نوع بنگاه در کشور ما مکرر و نادر به نظر نمی‌رسد. توسعه مشترک فرامرزی نتیجه این است که برای ساخت یک سیستم پردازش لیزری سه بعدی، شرکت‌های لیزر بازوهای رباتیک، شرکت‌های ربات لیزر، قطعات نوری و تجهیزات خنک‌کننده، و شرکت‌های ادغام تجهیزات اتوماسیون نه تنها بازوهای رباتیک، بلکه لیزرها و قطعات نوری را نیز خریداری می‌کنند. و سپس همه خودتان آن را توسعه دهید. چنین الگویی در واقع برای ترویج پردازش لیزری سه بعدی مناسب نیست.

اگرچه بسیاری از شرکت های لیزر در حال حاضر می توانند تجهیزات پردازش لیزر رباتیک را ارائه دهند، اما تعداد سفارشات به صورت دسته ای مشخص نبوده است. یکی از دلایل این است که تجهیزات پردازش لیزر رباتیک به طور کلی یک محصول سفارشی طراحی شده است. یک مجموعه اغلب یک ایستگاه کاری است و راندمان پردازش نسبتاً بالا است. بالا، می تواند نیازهای تولید مقادیر عمومی را برآورده کند. علاوه بر این، هزینه خرید مجموعه ای از سیستم های پردازش لیزری رباتیک نیز بالا است. تا زمانی که ظرفیت پردازش برآورده شود، کاربران خرید عمده دیگری را انجام نخواهند داد. قابل درک است که برخی از خودروسازان بزرگ داخلی که در حال حاضر از پردازش لیزری استفاده می کنند کمتر از ده سیستم پردازش ربات لیزری دارند.

7. بازار ربات ها در سال 2020 به 40 میلیارد دلار خواهد رسید

چین و کشورهای توسعه یافته بزرگ در سراسر جهان در حال گذراندن مرحله ارتقاء خودکار جایگزینی ربات هستند. یک آژانس تجزیه و تحلیل خارجی تحقیق و تجزیه و تحلیلی را در مورد بازار ربات های تولید صنعتی انجام داد که شامل استفاده در زمینه های برش لیزر و جوشکاری لیزری نیز می شود. پیش بینی می کند که تا سال 2020، بازار به 40 میلیارد دلار افزایش یابد.

به طور خاص، ربات های تولیدی صنعتی را می توان به قطعات الکترونیکی، قطعات الکتریکی و قطعات مکانیکی تقسیم کرد. جهت های کاربردی اصلی ربات ها را می توان به ربات های جوشکاری (از جمله جوش قوس الکتریکی، جوش گاز، جوش لیزری، جوش برقی)، ربات های حمل و نقل لجستیک (از جمله ماشین ابزار)، عملیات، بسته بندی، انبارداری)، ربات های بسته بندی و بسته بندی، برش و پرداخت تقسیم کرد. ربات ها، ربات های بازرسی کارگاه و ربات های آزمایش کننده و غیره.

در حال حاضر، در سطح جهانی، اولین رده های صنعت ربات FANUC ژاپن، Yaskawa، ABB سوئیس و KUKA آلمان هستند. چهار خانواده اصلی در زمینه های فنی مختلف نقاط قوت خود را دارند. حوزه اصلی ABB در سیستم های کنترل، KUKA در برنامه های یکپارچه سازی سیستم و ساخت بدنه، FANUC در سیستم های CNC، و Yaskawa در سروو موتورها و کنترل کننده های حرکت است. "چهار خانواده بزرگ" جهان در حال حاضر رهبران شناخته شده در صنعت هستند. با این حال، بازار مصرف ربات کشور من بسیار بزرگ است. تا پایان سال گذشته، حجم واردات ربات‌های صنعتی چند منظوره کشور من به 81300 دستگاه رسیده بود که چالش بزرگی برای ظرفیت تولید پیشروان سنتی است. این امر منجر به سرریز تقاضای شدید برای ربات‌های صنعتی داخلی به تولیدکنندگان داخلی شده است و تولیدکنندگان داخلی با تحریک بازار، همچنان به پیشرفت‌هایی در فناوری ادامه داده‌اند، به طور مؤثر شهرت بازار را جمع‌آوری کرده‌اند و روند گسترش مستمری دارند. در سال 2017، 45.4 درصد از سهم بازار جهانی را به خود اختصاص داد. پروژه‌های توسعه ظرفیت مانند ربات Xinsong، Topstar (300607) و Eston (002747) به طور فشرده در سال‌های 2018 و 2019 تولید شده‌اند و انتظار می‌رود که بازار داخلی در حال انفجار را به طور موثر تصرف کنند. از نظر فناوری اصلی، در حال رسیدن به چهار خانواده اصلی است. Riselaser همچنین ربات ها و جوشکاری لیزری را برای ارائه یک سیستم جوشکاری لیزری ابداعی رباتیک ترکیب می کند.

نتیجه گیری:

روبات های صنعتی یک صنعت پیشرفته هستند که پیشروی توسعه صنعتی هستند. این صنعت به سرعت در حال توسعه است و مقیاس آن به طور مداوم در حال گسترش است. ربات هایی که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند نه تنها ربات های صنعتی، بلکه ربات های خدماتی و ربات های خاص نیز هستند. ما باید ادغام منابع صنعت را بیشتر ترویج دهیم و قدرت منابع اجتماعی مختلف را به طور مشترک ارتقاء دهیم تا صنعت به طور مداوم به پیشرفت های فناوری دست یابد.

ادغام لیزرها و سیستم‌های نوری در روبات‌های صنعتی به پردازش لیزر حالت‌ها و فضای کاربردی جدیدی می‌دهد. ویژگی های چند بعدی ربات ها و مزایای پردازش لیزری یکدیگر را ارتقا می دهند. هر اضافه شدن یک سیستم پردازش لیزری ربات حداقل به یک مجموعه لیزر و مجموعه کاملی از اپتیک لیزر نیاز دارد که تقاضاهای جدیدی را برای محصولات لیزری ایجاد می کند. بر اساس برنامه ملی، در ده سال آینده، کشور من بر توسعه پایدار حوزه‌های کلیدی مانند حمل‌ونقل ریلی، دستگاه‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی، وسایل نقلیه انرژی‌های نو، تجهیزات دریایی، ساخت ماشین‌آلات، هوافضا و غیره تمرکز خواهد کرد. در طول فرآیند تولید محصولات در این صنایع، اکثر آنها به فناوری پردازش سه بعدی، انعطاف پذیر، کارآمد و بسیار خودکار نیاز دارند و پردازش لیزری رباتیک این الزامات را برآورده می کند.

من معتقدم که با بهبود مستمر نیازمندی های پردازش قطعات مختلف و توسعه مستمر فناوری لیزر، مطمئناً تمامی شرکت های لیزر، شرکت های ربات و شرکت های تجهیزات اتوماسیون نوآوری کرده و سیستم های پردازش لیزری ربات بهتر و پیشرفته تری را برای رفع نیازها در کشور راه اندازی خواهند کرد. با نیازهای روزافزون صنعت تولید، می توان گفت که دوران پذیرش گسترده فناوری پردازش لیزری روباتیک فرا رسیده است.

مقاله پیشنهادی:

ربات های جوش لیزری در چه زمینه هایی می توانند به طور موثر استفاده شوند؟

ربات صنعتی جوشکار لیزری 6 محور Riselaser RL-R1512 10KG محموله برای صنعت کشتی اتومبیل

جوشکاری لیزری ربات صنعتی 6 محور فلزپردازی

تاثیرات دستگاه های مارک لیزر UV در زمینه صنعتی چیست؟

ربات های جوش لیزری در چه زمینه هایی می توانند به طور موثر استفاده شوند؟