فانوک (FANUC)، یکی از پیشگامان جهانی در زمینه رباتیک و اتوماسیون صنعتی، ربات‌های جوشکاری پیشرفته‌ای ارائه می‌دهد که به دلیل دقت، قابلیت اطمینان، و انعطاف‌پذیری در صنایع مختلف، به‌ویژه خودروسازی، شناخته شده‌اند. ربات‌های جوشکاری فانوک از فناوری‌های نوین مانند جوشکاری قوسی (Arc Welding)، جوشکاری نقطه‌ای (Spot Welding)، و سیستم‌های بینایی ماشین بهره می‌برند و توانایی انجام فرآیندهای MIG، TIG، و پلاسما را دارند. این ربات‌ها با کاهش هزینه‌های تولید، بهبود کیفیت جوش، و افزایش ایمنی، صنعت جوشکاری را متحول کرده‌اند.
معرفی کلی ربات جوشکاری فانوک FANUC
ربات‌های جوشکاری فانوک، از سری ARC Mate و CRX، برای جوشکاری قوسی و نقطه‌ای طراحی شده‌اند. سری ARC Mate شامل مدل‌هایی مانند ARC Mate 100iD (ظرفیت بار 10 کیلوگرم، شعاع دسترسی 1441 میلی‌متر)، ARC Mate 120iD (ظرفیت بار 25 کیلوگرم، شعاع دسترسی 1831 میلی‌متر)، و ARC Mate 120iD/35 (ظرفیت بار 35 کیلوگرم) است. این ربات‌ها دارای 6 محور حرکتی، دقت تکرارپذیری ±0.02 میلی‌متر، و طراحی مچ توخالی برای کاهش سایش کابل‌های جوش هستند. سری CRX، مانند CRX-25iA، با ظرفیت بار 30 کیلوگرم و شعاع دسترسی 1889 میلی‌متر، برای جوشکاری مشارکتی (Cobot) مناسب است. این ربات‌ها با کنترلر R-30iB Plus و نرم‌افزار ArcTool برای برنامه‌ریزی ساده عرضه می‌شوند.
تاریخچه شرکت FANUC و تخصص در رباتیک
فانوک در سال 1956 در ژاپن تأسیس شد و ابتدا بر توسعه سیستم‌های کنترل عددی (CNC) تمرکز داشت. در دهه 1970، فانوک وارد حوزه رباتیک شد و در سال 1982 اولین ربات صنعتی خود را معرفی کرد. امروزه، فانوک با فروش بیش از 800,000 ربات در سراسر جهان، بزرگ‌ترین تولیدکننده ربات‌های صنعتی است. تخصص فانوک در جوشکاری با سری ARC Mate آغاز شد که برای جوشکاری قوسی و نقطه‌ای بهینه‌سازی شده‌اند. این شرکت با همکاری شرکای صنعتی مانند Lincoln Electric، فناوری‌های جوشکاری پیشرفته‌ای را یکپارچه کرده است. فانوک همچنین در توسعه نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مانند ROBOGUIDE و سیستم‌های بینایی iRVision پیشرو است.
عملکرد سیستم‌های جوشکاری خودکار
ربات‌های جوشکاری فانوک با دقت بالا و تکرارپذیری بی‌نظیر، جوش‌هایی یکنواخت و باکیفیت تولید می‌کنند. این ربات‌ها از حسگرهای پیشرفته مانند Touch Sensing و Through Arc Seam Tracking برای تنظیم مسیر جوش در زمان واقعی استفاده می‌کنند. برای مثال، ARC Mate 100iD می‌تواند جوش‌های پیچیده را با سرعت بالا و حداقل پاشش (Spatter) انجام دهد. ربات‌های مشارکتی CRX با رابط کاربری ساده و قابلیت برنامه‌ریزی دستی، برای تولیدات کم‌حجم و متنوع ایده‌آل هستند. این سیستم‌ها با کاهش دخالت انسانی، ایمنی را بهبود بخشیده و زمان تولید را تا 30 درصد کاهش می‌دهند.
تحلیل هزینه-فایده نصب FANUC در کارخانه
نصب ربات جوشکاری فانوک هزینه اولیه‌ای بین 50,000 تا 200,000 دلار (بسته به مدل و تجهیزات) دارد، اما بازگشت سرمایه (ROI) سریع است. ربات‌های فانوک با کاهش هزینه‌های نیروی کار (تا 50 درصد)، بهبود بهره‌وری (تا 30 درصد)، و کاهش ضایعات مواد، صرفه‌جویی قابل‌توجهی ایجاد می‌کنند. برای مثال، یک ربات ARC Mate 120iD می‌تواند 24 ساعته کار کند و هزینه‌های تعمیر را کاهش دهد. ربات‌های دست‌دوم فانوک نیز با قیمتی 50 درصد کمتر، گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه هستند. بااین‌حال، هزینه‌های آموزش و نگهداری باید در نظر گرفته شود. مطالعه‌ای نشان داد که کارخانه‌های خودروسازی با نصب ربات‌های فانوک، سودآوری خود را در 2-3 سال افزایش داده‌اند.
ویژگی‌های فنی اصلی ربات‌های FANUC
ربات‌های جوشکاری فانوک دارای ویژگی‌های فنی پیشرفته‌ای هستند:
- تکرارپذیری ±0.02 میلی‌متر برای جوش‌های دقیق
- کاهش سایش کابل‌ها و افزایش دسترسی به قطعات پیچیده
- پردازش سریع و یکپارچگی با حسگرها
- iRVision برای تشخیص درز و Touch Sensing برای تنظیم مسیر
- 6 محور برای جوشکاری قطعات بزرگ و پیچیده
این ربات‌ها با IP67 مقاوم در برابر گردوغبار و رطوبت هستند و برای محیط‌های سخت صنعتی مناسب‌اند. نرم‌افزار ArcTool برنامه‌ریزی را ساده کرده و زمان راه‌اندازی را کاهش می‌دهد.
انواع روش‌های جوشکاری پشتیبانی‌شده (MIG, TIG, Spot)
ربات‌های فانوک از روش‌های جوشکاری متعددی پشتیبانی می‌کنند:
- جوشکاری MIG (GMAW): استفاده از الکترود سیمی پیوسته و گاز محافظ (آرگون یا CO2) برای جوشکاری فولاد، آلومینیوم، و استیل. مناسب برای خودروسازی
- جوشکاری TIG (GTAW): استفاده از الکترود تنگستن غیرمصرفی برای جوشکاری دقیق مواد نازک مانند آلومینیوم و منیزیم
- جوشکاری نقطه‌ای (Spot Welding): اتصال ورق‌های فلزی با اعمال فشار و جریان الکتریکی، پرکاربرد در بدنه خودرو
سری ARC Mate برای MIG و TIG و سری R-2000 برای جوشکاری نقطه‌ای بهینه شده‌اند. این ربات‌ها همچنین از جوشکاری پلاسما و لیزر پشتیبانی می‌کنند.
بررسی مدل‌های محبوب FANUC در جوشکاری
مدل‌های محبوب فانوک در جوشکاری شامل:
- ARC Mate 100iD: ظرفیت بار 10 کیلوگرم، شعاع دسترسی 1441 میلی‌متر، مناسب برای جوشکاری قوسی قطعات کوچک
- ARC Mate 120iD: ظرفیت بار 25 کیلوگرم، شعاع دسترسی 1831 میلی‌متر، ایده‌آل برای قطعات بزرگ
- CRX-25iA: ربات مشارکتی با ظرفیت 30 کیلوگرم و شعاع 1889 میلی‌متر، مناسب برای تولیدات متنوع
- R-2000iC/210F: ظرفیت بار 210 کیلوگرم، برای جوشکاری نقطه‌ای در خودروسازی
این مدل‌ها با طراحی باریک و انعطاف‌پذیر، چگالی ربات در خط تولید را افزایش داده و زمان چرخه را کاهش می‌دهند.
کاربرد در صنایع خودروسازی
ربات‌های فانوک در خودروسازی برای جوشکاری بدنه، سیستم اگزوز، و باتری خودروهای برقی استفاده می‌شوند. سری ARC Mate جوش‌های قوسی دقیقی برای اتصال ورق‌های فلزی ایجاد می‌کند، در حالی که سری R-2000iC برای جوشکاری نقطه‌ای بدنه خودرو به کار می‌رود. برای مثال، در کارخانه SML ISUZU هند، چهار ربات R-2000iC حدود 209 جوش نقطه‌ای را در 464 ثانیه انجام می‌دهند، که زمان چرخه را 68 ثانیه کاهش داده است. ربات‌های فانوک همچنین در تولید خودروهای برقی برای جوشکاری پک‌های باتری با دقت بالا استفاده می‌شوند، که دوام و ایمنی را افزایش می‌دهد.
سیستم بینایی ماشین در ربات جوشکاری فانوک
سیستم بینایی iRVision فانوک از دوربین‌ها و لیزر برای تشخیص درزهای جوش، ردیابی مسیر، و تنظیم موقعیت استفاده می‌کند. این سیستم می‌تواند عیوب قطعات یا ناهماهنگی‌های فیکسچر را جبران کند. برای مثال، iRVision 3DV در جوشکاری آلومینیوم خودروهای جگوار، درزهای پیچیده را با دقت بالا شناسایی کرد. حسگرهای CSS Weld-Sensor با اسکن لیزری سه‌بعدی، گوشه‌های سه‌بعدی را در یک اندازه‌گیری تشخیص می‌دهند. این فناوری کیفیت جوش را بهبود بخشیده و نیاز به بازکاری را تا 20 درصد کاهش می‌دهد. iRVision با نرم‌افزار ArcTool یکپارچه شده و برنامه‌ریزی را ساده می‌کند.
مصرف انرژی در ربات‌های جوشکاری FANUC
ربات‌های فانوک با طراحی بهینه و کنترلرهای پیشرفته، مصرف انرژی پایینی دارند. برای مثال، ARC Mate 100iD در مقایسه با مدل‌های قدیمی‌تر تا 15 درصد انرژی کمتری مصرف می‌کند. کنترلر R-30iB Plus با حالت صرفه‌جویی انرژی، مصرف را در حالت آماده‌به‌کار کاهش می‌دهد. ربات‌های مشارکتی CRX به دلیل وزن سبک‌تر و موتورهای کارآمد، انرژی کمتری مصرف می‌کنند. یک مطالعه نشان داد که ربات‌های فانوک در مقایسه با جوشکاری دستی، مصرف انرژی را تا 25 درصد کاهش می‌دهند، به‌ویژه در تولیدات پرحجم. ویژگی‌های پیش‌بینی نگهداری نیز از خرابی‌های پرهزینه جلوگیری می‌کنند.
مقایسه FANUC با ABB و KUKA در جوشکاری
فانوک، ربات ABB، و KUKA از پیشگامان رباتیک جوشکاری هستند، اما تفاوت‌هایی دارند:
- فانوک: دقت بالا (±0.02 میلی‌متر)، رابط کاربری ساده (ArcTool)، و طراحی مچ توخالی. مناسب برای تولیدات پرحجم خودروسازی
- ABB: انعطاف‌پذیری بالا با سری IRB 2600 و IRB 4400، و اتصال هوشمند با سیستم‌های جوشکاری. برای کاربردهای سفارشی مناسب‌تر است.
- KUKA: سری KR AGILUS برای جوشکاری سبک و دقیق، با فناوری ArcSense برای ردیابی درز. در کشتی‌سازی برجسته است.
فانوک در قابلیت اطمینان و فروش جهانی (بیش از 400,000 ربات) پیشرو است، اما ABB در کدنویسی بدون کد و KUKA در جوشکاری مواد سبک مزیت دارند. هزینه اولیه فانوک (50,000-200,000 دلار) مشابه رقبا، اما نگهداری آن ارزان‌تر است.
نرم‌افزارهای مورد استفاده برای کنترل
فانوک از نرم‌افزارهای پیشرفته‌ای برای کنترل ربات‌های جوشکاری استفاده می‌کند:
- ArcTool: رابط کاربری ساده برای برنامه‌ریزی جوشکاری قوسی با اصطلاحات استاندارد جوش
- ROBOGUIDE: نرم‌افزار شبیه‌سازی آفلاین برای طراحی سلول جوشکاری و بهینه‌سازی مسیر
- iRVision: نرم‌افزار بینایی برای ردیابی درز و تشخیص عیوب
- Collision Guard: جلوگیری از برخورد ربات‌ها در سلول‌های پرچگال
این نرم‌افزارها با کنترلر R-30iB Plus یکپارچه شده و امکان برنامه‌ریزی سریع را فراهم می‌کنند. برای مثال، ArcTool زمان توسعه برنامه را تا 30 درصد کاهش می‌دهد. رابط drag-and-drop در سری CRX برای کاربران غیرحرفه‌ای ایده‌آل است.
چگونه FANUC صنعت جوشکاری را متحول کرد؟
فانوک با معرفی سری ARC Mate در دهه 1980، جوشکاری خودکار را به سطح جدیدی برد. این ربات‌ها با دقت بالا و سرعت زیاد، جایگزین جوشکاری دستی در محیط‌های خطرناک شدند. فناوری‌هایی مانند iRVision و Through Arc Seam Tracking، کیفیت جوش را بهبود بخشیدند و نیاز به بازکاری را کاهش دادند. همکاری با Lincoln Electric امکان یکپارچگی با منابع جوش پیشرفته را فراهم کرد. ربات‌های مشارکتی CRX جوشکاری را برای کارگاه‌های کوچک قابل‌دسترس کردند. ربات جوشکاری فانوک با کاهش هزینه‌های تولید (تا 50 درصد) و افزایش بهره‌وری (تا 30 درصد)، استانداردهای صنعت خودروسازی و هوافضا را ارتقا داد. بازار جوشکاری رباتیک تا سال 2031 به 18.73 میلیارد دلار خواهد رسید، که فانوک نقش کلیدی در آن دارد.
منبع: ابرار صنعتی
