تُعدّ روبوتات القطع بالليزر أدوات تصنيع قوية ومعقدة في الوقت نفسه. ورغم أنها تُقدّم نتائج عالية الجودة للمصنّعين الذين يستخدمونها، فمن الضروري فهم موقعها ضمن منظومة روبوتات القطع. من خلال فهم ماهيتها، وأنواع روبوتات القطع بالليزر المختلفة، وبعض المفاهيم الأساسية التي يجب مراعاتها قبل دمجها، يُمكنك تحقيق نجاح مماثل باستخدام أنظمة القطع بالليزر الروبوتية في منشأتك.

ما هي روبوتات القطع بالليزر؟

تستخدم روبوتات القطع بالليزر ليزرًا عالي الطاقة لقطع المواد. يُولّد الليزر نقطة حرارة قوية ومركزة لإذابة المادة. يقوم المصنّعون ببرمجة روبوتات القطع بالليزر مع مراعاة مسار القطع المحدد مسبقًا. باتباع هذا المسار، تُشكّل روبوتات الليزر الشكل المطلوب.

تتوفر عدة طرق للقطع، لكل منها مزاياها وعيوبها. كما أن أنواع الروبوتات المختلفة توفر مزايا متنوعة لتطبيقات محددة. سيساعدك فهم هذه المفاهيم على اتخاذ القرار الأمثل في رحلة أتمتة أعمالك.

ما هي أكثر أنواع الروبوتات شيوعاً المستخدمة في القطع بالليزر؟

أكثر أنواع الروبوتات شيوعًا في القطع بالليزر هي آلات CNC والروبوتات الكارتيزية أو الجسرية. يوفر معظم الموردين أحد هذين النوعين، وليس كليهما. أما الروبوت سداسي المحاور، فهو أقل شيوعًا ولكنه لا يزال قويًا، ويُستخدم في القطع بالليزر. غالبًا ما تجد أن أحد الخيارات هو الأمثل لتطبيق معين.

ماكينات القطع بالليزر CNC

يربط معظم الناس آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) بعمليات الخراطة والطحن شبه الآلية. تتضمن عملية التشغيل التقليدية لآلات CNC استخدام مثقاب أو أداة حفر لإزالة المواد من قطعة خام. مع ذلك، يقوم العديد من مصنعي المعدات الأصلية بتكوين حزم قطع الليزر لآلات CNC الخاصة بهم.

تتميز ماكينات الليزر CNC بقابلية عالية للتوسع. بالطبع، تتوفر خيارات للتطبيقات الصناعية واسعة النطاق. ومع ذلك، ستجد ماكينات قطع الليزر CNC مناسبة حتى لهواة الأعمال اليدوية. وبفضل الخيارات المتعددة المتاحة، تتميز ماكينات قطع الليزر CNC بتعدد استخداماتها لتناسب معظم التطبيقات.

تُعدّ قواطع الليزر CNC مثاليةً لتطبيقات القطع الصغيرة والمتوسطة الحجم على الأجزاء المسطحة، ولكنها محدودة الحجم. تقتصر معظم قواطع CNC على منصات قطع بمساحة 2×6 أمتار تقريبًا. لذا، فإنّ الأجزاء الأكبر حجمًا أو ذات الأشكال الهندسية المعقدة لا تُناسب هذه الطرازات.

روبوتات القطع بالليزر الكارتيزية (الجسرية)

تعمل الروبوتات الكارتيزية بشكل مشابه لآلات القطع بالليزر CNC في نواحٍ عديدة، وقد يكون التمييز بينهما غير واضح أحيانًا! مع ذلك، تتفوق هذه الأنظمة الجسرية في التطبيقات الأكبر حجمًا. فبينما يكون لآلات القطع بالليزر CNC حد أقصى لمنطقة القطع المتاحة، يمكن لمصنعي المعدات الأصلية تهيئة الأنظمة الجسرية لقطع أجزاء أكبر بكثير من تلك التي تقطعها آلات CNC.

تتميز الأنظمة الكارتيزية بسهولة صيانتها واستبدال أجزائها بفضل تصميمها المفتوح. في المقابل، تميل آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) إلى أن تكون أنظمة مغلقة، مما يجعل صيانتها أكثر صعوبة دون وجود فني متخصص من الشركة المصنعة. ونتيجة لذلك، فإن هذا التصميم المفتوح يجعل أنظمة البوابات عرضة للعوامل البيئية. هذه الظاهرة تجعل الالتزام بإجراءات الصيانة الدورية أمرًا بالغ الأهمية، لا سيما فيما يتعلق بالأجزاء الميكانيكية.

تقتصر الروبوتات الجسرية على التعامل مع الأجزاء ذات الأشكال الهندسية البسيطة، مثل قواطع الليزر CNC. وتُعدّ المواد المسطحة التي تتطلب قطعًا ثنائي الأبعاد فقط هي الأنسب لها. مع ذلك، تتمتع الروبوتات الجسرية بقدرة على التعامل مع أجزاء أكبر بكثير، نظرًا لعدم وجود قيود على حجمها كما هو الحال في قواطع الليزر CNC. غالبًا ما يُمكن تهيئة الروبوتات الجسرية لتناسب حجم المهمة المطلوبة عند طلب المصنّعين عرض سعر.

روبوتات القطع بالليزر سداسية المحاور

على الرغم من أن الروبوتات سداسية المحاور أقل شيوعًا من الروبوتات المذكورة سابقًا، إلا أنها تُعدّ خيارًا مهمًا في صناعة القطع بالليزر. غالبًا ما يستخدم المصنّعون هذه الروبوتات في التطبيقات التي تتطلب مرونة حركة عالية. يسمح تصميمها بالتحرك في مسارات حركة يصعب على الروبوتات الرقمية أو الروبوتات الكارتيزية الوصول إليها.

مع ذلك، يضحي المصنّعون بالمرونة مقابل الدقة والمدى. فرغم دقة الروبوتات سداسية المحاور العالية في معظم التطبيقات، إلا أنها لا تستطيع بلوغ نفس مستوى الدقة الذي تتمتع به الروبوتات المذكورة سابقًا. ويُعدّ هذا القيد جوهريًا لأن المصنّعين عادةً ما يخصصون القطع بالليزر للمهام عالية الدقة. علاوة على ذلك، ونظرًا لتصميمها المعقد، لا تتناسب الروبوتات سداسية المحاور مع أحجام الإنتاج الكبيرة. فهي ببساطة لن تستطيع منافسة أنظمة التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) أو الروبوتات الكارتيزية في المهام الأكبر حجمًا.

تُعدّ الروبوتات سداسية المحاور الأنسب لمهام القطع التي تتطلب حركة معقدة، لا سيما القطع المنحنية أو التي تتطلب قطعًا ثلاثي الأبعاد. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك قطع غيار السيارات والطائرات ذات التصميم المعقد. وتواجه هذه الروبوتات صعوبة في مهام القطع الكبيرة دون الاستعانة بآليات مساعدة، مثل وحدات نقل الروبوت.

ما هي المواد التي يمكن للروبوتات الليزرية قطعها؟

يستخدم المصنّعون تقنية القطع بالليزر على نطاق واسع من المواد. تتطلب بعض المواد استخدام ليزرات خاصة لإتمام عملية القطع. ومن المواد الشائعة:

الخشب والورق
فُولاَذ
الألومنيوم
البلاستيك والبوليمرات
زجاج
المعادن اللينة مثل النحاس الأصفر والنحاس والذهب

ما هي الصناعات التي تستفيد من روبوتات القطع بالليزر؟

يستفيد المصنّعون في الصناعات التي تتطلب حلول قطع عالية الجودة استفادةً كبيرة من روبوتات القطع بالليزر. ورغم اتساع نطاق القطاعات التي تدعمها هذه الآلات، فإنّ المتطلبات الخاصة بالتطبيق هي التي تحدد ما إذا كان حل الليزر ضروريًا. وقد تكفي طرق قطع أخرى للعديد من مهام القطع. ومن الصناعات الشائعة في هذا المجال:

أعمال النجارة
ورق
محلات بيع المعادن
السيارات
الفضاء الجوي
الأجهزة والمعدات الطبية
الدفاع
الإلكترونيات