در سالیان اخیر شرکت های خودروسازی ایران، بهره گیری از خطوط تولید تمام خودکار یا نیمه خودکار را به عنوان گامی بلند در جهت ورود به بازار جهانی در دستور کار خود قرار داده‌اند چرا که افزایش میزان اتوماسیون در تولید با افزایش کیفیت، متناظر است. از میان خطوط نصب شده می‌توان خط رنگ شرکت سایپا و خطوط بدنه خودروی ملی (سمند) و بدنه پژو 405 را در ایران خودرو برشمرد. البته پروژه های دیگری نیز در دست اجراست که از آن میان می‌توان به خط تولید رباتیکی بدنه پژو 206، خط پرس G2 و خط رنگ جدید ایران خودرو اشاره نمود. تعداد زیادی سلول رباتیک کوچک نیز به صورت پراکنده در خطوط مختلف در حال نصب و راه اندازی است. شایان ذکر است که طراحی فرایند در کلیه خطوط تولید موجود با همکاری پیمانکاران خارجی انجام پذیرفته است و نقش کارشناسان ایرانی بیشتر در ساخت، نصب، راه اندازی و نگهداری خطوط نامبرده بوده که البته بسیار هم قابل توجه است ولی در طراحی سلولهای کوچکتر از اندیشه و دانش فنی کارشناسان ایرانی هم بهره گرفته شده است و تجربیات حاصل، نوید آن را می‌دهد که طی سالهای آینده شاهد ظهور شرکتهای طراحی مهندسی رباتیک به معنای واقعی آن در میهن خود باشیم.
این مقاله برای آشنایی بیشتر با تجهیزات جوشکاری رباتیک در خطوط خودکار، نگاشته شده است. جوشکاری نقطه ای، ساده ترین و پرکاربردترین گونه جوشکاری مقاومتی است که در آن منطقه ایجاد جوش ها پیوسته نیست. این روش در اتصال قطعات جداگانه بدنه خودرو، اصلی ترین روش جوشکاری به شمار می‌رود.
توزیع نقطه جوشها
انجام جوشکاری به دو روش دستی و رباتیک امکان پذیر است که ابزارهای جوشکاری در هر دو روش، ساختار مشترکی دارند. در روش رباتیک کلیه نقطه جوشهایی که باید بر بدنه اعمال شوند بسته به مکان اعمال آنها روی بدنه، میان چندین سلول رباتیک تقسیم میشوند. هر سلول شامل چند ایستگاه است و در هر ایستگاه نیز یک یا چند ربات قرار دارد که به دلیل تقارن شکل بدنه در چپ و راست، معمولاً تعداد رباتهای هر سلول عدد زوجی است. مکان اعمال نقطه جوشها و زمان مورد نیاز برای جوشکاری، عوامل تعیین کننده در توزیع نقطه جوشها میان رباتهای مستقر در هر ایستگاه از یک سلول رباتیک هستند؛ به طوری که توزیع زمانی یکنواختی در همه ایستگاهها به وجود آید تا کار انجام شده بر روی بدنه در هر ایستگاه تقریباً همزمان با سایر ایستگاهها تمام شود و رباتهای هر ایستگاه برای ورود بدنه از ایستگاه قبلی، معطل نشوند. بدین ترتیب رباتها در دوره کاری خود بیشترین بازدهی را خواهند داشت.
تعیین سلول ها
به عنوان رایج ترین خودروها، یک خودروی سواری چهار درب را در نظر می‌گیریم. سلولهای جوشکاری در خط تولید بدنه چنین خودرویی شامل موارد زیر است:
خط تولید Side Frame : که در آن، قاب درهای جلو و عقب و گلگیر عقب به صورت یک مجموعه واحد به یکدیگر جوش داده میشوند. هر یک از مجموعه های سمت راست و چپ خودرو در ایستگاهی جداگانه که می‌تواند 4 ربات داشته باشد شکل داده میشوند.
خط تولید Front End : که در آن، محفظه موتور همراه با طوقه گلگیر جلو به صورت یک مجموعه واحد به یکدیگر جوش داده میشوند.
خط تولید Rear Floor : که در آن، کفی عقب و قطعات الحاقی آن به صورت یک مجموعه واحد به یکدیگر جوش داده میشوند.
خط تولید Front Floor : که در آن، کفی جلو و قطعات الحاقی آن به مجموعه Front End جوش داده می‌شود.
خط تولید Main Body #1 : که در آن، نخست مجموعه Rear Floor به مجموعه نامبرده در بالا جوش داده می‌شود. سپس رکاب زیرین دربها همراه با چندین قطعه کوچک دیگر به سازه حاصل افزوده می‌شود.
خط تولید Main Buck: که در آن، نخست مجموعه‌های چپ و راست Side Frame به مجموعه Main Body #1 جوش داده می‌شود. سپس قطعه پشتی سرنشینان عقب (Passenger) به بدنه افزوده می‌شود.
خط تولید Main Body #2 : در این خط، جوشکاری تکمیلی مجموعه‌ها و قطعات متصل شده در خطوط قبلی انجام می‌پذیرد.
خط تولید درب جلو : که در آن، تودری و رودری جلو همراه با میله محافظ و تعدادی قطعه ریز دیگر به صورت یکپارچه درمی‌آیند.
خط تولید درب عقب : در این خط تولید، اتصال مجموعه تودری و رودری عقب و قطعات الحاقی، درب عقب را شکل می‌دهد.
شایان ذکر است که برای اتصال درب موتور، درب صندوق عقب و گلگیر جلو معمولاً از ربات استفاده نمی‌شود. مجموعه قطعات هر یک از سلولهای رباتیک نامبرده در بالا را نیز می‌توان به صورت تمام دستی یا نیمه خودکار (دستی- رباتیک) جوش داد. ناگفته پیداست که انواع مختلف خودرو، طراحی سلولهای متمایزی را می‌طلبد و موارد مطرح شده در بالا نمونه‌ای عمومی از تقسیم بندی این گونه سلولهاست.
تجهیزات هر سلول
1. اجزا – دستگاه های مورد نیاز برای راه اندازی یک سلول رباتیک شامل موارد زیر است که موارد زیرخط دار، اجزای جدایی ناپذیر یک سلول رباتیک جوشکاری به حساب می آیند:
2. چیدمان نصب - اجزای یک سلول رباتیک باید به گونه ای در کنار هم قرار گیرند که در نزدیک ترین فاصله، کمترین مزاحمت را برای هم داشته باشند.
*از دیدگاه مکانیکی، فاصله کوتاه تر میان ربات از یک سو و دستگاه های دیگر از سوی دیگر، سبب جلوگیری از اتلاف زمان دسترسی ربات به هر یک از آنها می گردد. در برخی از ایستگاه های یک سلول رباتیک، به دلیل پر بودن چرخه کاری ، صرفه جویی در زمان انجام هر یک از اجزای چرخه از اهمیت به سزایی برخوردار است. همچنین با توجه به ابعاد هندسی ابزاری که به مچ ربات متصل شده است و قابلیت مانور ربات یا حرکتهای در دسترس در فضا که به ساختار مکانیکی سازه ربات به ویژه مکانیزم حرکتی مچ ربات در مدلهای متفاوت، بستگی دارد محدودیتهایی در مسیر جاروب شده با ابزار در فضا وجود دارد که در برخی موارد، تغییر موقعیت نوک ابزار نسبت به نقاط مختلف یک قطعه کار، سبب طولانی شدن چرخه کاری ربات می¬گردد. البته وجود مکانیزمهای گیرش بر روی پایه نگهدارنده قطعه کار نیز بر این محدودیت می‌افزاید.