القطاعات · السطح · المكبس · الصب · اللحام · DPM · الأمان

المعادن وتشغيل المعادن

تُستخدم كاميرات HIKROBOT، ومستشعرات البروفايل الليزرية 3D، والكاميرات الذكية، وقارئات الرموز للكشف عن العيوب على سطوح ألواح الصلب والرقائق المعدنية، والفحص والقياس في أجزاء المكبس والصب، والتحكم 3D في وصلة اللحام، وقراءة الرموز المحفورة على القطع المعدنية، والتقاط القطع غير المنتظمة بواسطة الروبوت. كما تُشرح على هذه الصفحة أمان آلات التشغيل والمكبس، والمستشعرات المقاومة لرايش اللحام وزيت القطع، والقياس الدقيق على الأهداف المعدنية، ودرجة الحرارة في المعادن الساخنة، والموقع في الرافعة، والاهتزاز وبيانات CNC في مصنع الصلب عبر منتجات OMRON وPANASONIC وTELEMECANIQUE وADVANTECH بأساليب وأمثلة المصنعين أنفسهم.

ماذا تحل الرؤية الآلية والمستشعرات في تشغيل المعادن؟

في تشغيل المعادن، تظهر العيوب على السطوح اللامعة أو الزيتية أو المعالجة حراريًا؛ وتوضح HIKROBOT أيضًا أن الطرق التقليدية ثنائية الأبعاد 2D وثلاثية الأبعاد 3D قد تفوت العيوب على السطوح اللامعة مثل المعدن والزجاج والرقائق، ولهذا السبب يجب اختيار الإضاءة والكاميرا وطريقة القياس وفقًا للسطح. إن قراءة الرموز المطبوعة بالليزر على قطع مثل كتلة المحرك وذراع التوصيل على السطوح العاكسة والزيتية، وفحص قطع المكبس والصب قبل خروجها من الخط، والتقاط القطع غير المنتظمة بواسطة الروبوت هي من مهام معالجة الصور؛ أما أمان آلات التشغيل والمكبس، والمستشعرات المقاومة لشرر اللحام وزيت القطع، واستشعار درجة الحرارة في المعدن الساخن والموقع في الرافعة فهي مهام المستشعرات الميدانية. تشرح هذه الصفحة أولاً تطبيقات معالجة الصور لـ HIKROBOT، ثم منتجات OMRON وPANASONIC وTELEMECANIQUE وADVANTECH بناءً على المصادر الخاصة بالشركات المصنعة.

فحص عيوب قطع الصفائح المعدنية على الروبوت بواسطة الكاميرا والإضاءة في خط المكبس
فحص قطع الصفائح المعدنية في خط المكبس. الصورة: HIKROBOT

1. سطح ألواح الفولاذ، الصفائح الألمنيوم والرقائق المعدنية

في حالة فحص عيوب المظهر الخارجي لألواح الصلب التي عرضتها HIKROBOT في AMTS 2025، يُستخدم إعداد تُنفذ فيه خطوات التقاط الصور بالمسح السطري ومعالجتها بشكل متوازٍ من خلال دمج الإضاءة الإقليمية بضوء القبة مع خوارزمية الاستريو الضوئي. وفي الحالات التي قد تكون فيها الطرق التقليدية غير كافية على السطوح المعدنية اللامعة والشبيهة بالمرآة، تقدم HIKROBOT حلول مسح سطري عالية السرعة تكتشف الفجوات والبروزات المجهرية والخدوش الدقيقة في لقطة واحدة عن طريق كبح تأثير الانعكاس بتقنيات انحراف الطور. يعمل نظام العلامة التجارية في هذه الحالة، والذي يمتلك مصدر ضوء ذو نمط شريطي قابل للبرمجة، جنباً إلى جنب مع كاميرات مسح سطري بدقات مختلفة لتحديد عيوب السطح مثل الخدوش الصغيرة والبروزات والمواد الغريبة التي تحدث في المواد ذات الانعكاسية العالية مثل بطاريات الليثيوم وألواح الألمنيوم.

في حالة خط رقائق النحاس الخاصة بـ HIKROBOT، تُكتشف العيوب مثل التجويف، والنقطة المرتفعة، والتجعد، والنقاط السوداء والبيضاء، وقشور السمك، ونمط الشبكة على سطح الرقاقة باستخدام كاميرا المسح السطحي الملونة ومصدر إضاءة طويل خاص. وفي تطبيق خط رقائق النحاس المذكور، يتم إجراء قياسات الطول والعرض للمادة، بينما تعمل الخوارزميات التقليدية وبنية التعلم العميق معًا في تحليل الأنماط المعقدة على السطح. وللقياس على السطح المعدني اللامع، يدمج مستشعر البروفايل الليزري أحادي الخط مزدوج المستشعر من HIKROBOT صورتين لإزالة النقاط العمياء، ويزيد نسبة الإشارة إلى الضوضاء، ويقمع الضوء المتداخل على السطح المعدني.

كاميرا المسح السطري والإضاءة الخطية الطويلة على سطح الرقائق المعدنية
فحص المسح السطري في الرقائق المعدنية. الصورة: HIKROBOT

2. عيوب قطع الصفائح المعدنية في خط المكبس والتعبئة في الصناديق في نهاية الخط

تم تطوير نظام عيوب قطع المكبس عبر الخط من HIKROBOT بهدف مراقبة جودة إنتاج قطع الصفائح المعدنية المشكلة في خطوط المكبس، حيث يكتشف النظام مشكلات الثقوب المفقودة والتصدعات والخصر التي قد تحدث على المواد المعالجة ويصدر تنبيهًا. كما يحدد هذا النظام، الذي يفحص بنية السطح بشكل شامل، التشوهات مثل الانبعاجات وآثار الضغط والخدوش والتجاعيد المتكونة أثناء مرحلة التشكيل. وفي هذه البنية التي تعمل بهيكلية إضاءة متعددة الزوايا، تعمل كاميرا 10GigE عالية الدقة القادرة على التصوير من نقاط متعددة على الذراع الروبوتية ومكونات الإضاءة الفلاشية اللامعة معًا.

في عمليات الترتيب والتغليف في المرحلة الأخيرة من خط المكبس، تدعم كاميرا المساحة HIKROBOT أتمتة نهاية الخط من خلال تحديد مواقع أكثر من 10 أنواع مختلفة من قطع المكبس. بينما تقوم الكاميرا 3D ذات الرؤية الواسعة في الحالة العاملة في نفس الخط بمراقبة الوضع العام للصناديق بانتظام لتتبع نوع الصندوق، وتشوفه الصندوق، ووجود القطع داخل الحاوية. وبفضل بنية التحكم هذه التي توفرها تقنية التصوير 3D، لا تلزم صناديق عالية الدقة وفقًا لـ HIKROBOT.

3. فحص قطع الصب، وقياس الثقوب والأبعاد

بينما يُدمج مستشعر الرؤية HIKROBOT SC3000X على الذراع الآلية لفحص بيانات الرموز والأحرف الموجودة على كل سطح من أجزاء الصب، فإنه يتضمن في بنيته أدوات قراءة الرموز، والوجود/الغياب، والاتجاه، والقياس، والتعرف، والعد. كما تم عرض SC3000X في معرض VISION 2026 من خلال الفحص الآلي متعدد الأسطح لمحامل السيارات على ذراع آلية. وبينما ينفذ مستشعر البروفايل الليزري HIKROBOT DP4000، الذي تم تقديمه في المعرض نفسه، فحص خرزة المواد اللاصقة في مسبوكات السيارات بفضل بروفايله ذي 4080 نقطة وسرعة مسحه البالغة 49 kHz، يوفر الطراز DP4020 دقة في المحور X تبلغ 3.3–3.6 μm، وتكرارية في المحور Z تبلغ 0.1 μm، وأعلى معدل إطارات يبلغ 49K.

تقدم HIKROBOT حلول الرؤية الآلية في العمليات الممتدة من استلام سبائك الألومنيوم في خطوط الصب تحت الضغط المتكاملة إلى نقل المنتجات نصف المصنعة بين محطات التشغيل وتفتيش العيوب النهائي. وفي تفتيش أجزاء الكابينة الأمامية والقاعدة الخلفية المسبوكة تحت الضغط، يتم إجراء فحص الوجود/العدم للثقوب النافذة أو المقلولة أو المشكَّلة، بالإضافة إلى السطوح المشغَّلة، باستخدام كاميرا وإضاءة وبرمجيات VM والتعلم العميق المثبتة على طرف الروبوت. وفي هذه الحالة التي تعمل بمسافة عمل تبلغ حوالي 1 m ومجال رؤية 525×350 mm، يتم إكمال دورة أكثر من 200 عنصر لكل قطعة خلال 85 s ونقل البيانات إلى نظامي PLC و MES، بينما يُستهدف معدل كشف يبلغ 99%+. أما نظام التفتيش الأسطواني 3D بزاوية 360° في الحالة المطورة للأجزاء الأسطوانية، فيكتشف عيوب الانتفاخ والخدش والتمزق في المواد ذات نطاق القطر Φ6–35 mm، ويقيس تشوه الانحناء مع تتبع المركز.

الفحص متعدد الأوجه للقطعة المعدنية بواسطة كاميرا ذكية على الذراع الروبوتية
الفحص متعدد الأوجه بواسطة SC3000X على الذراع الروبوتية. الصورة: HIKROBOT
قيمة حالة HIKROBOTالقيمة
بند فحص قطعة المسبوكات بالضغطأكثر من 200 ميزة، دورة خلال 85 s
مسافة عمل الكاميرا وحقل الرؤيةحوالي 1 m، 525 × 350 mm
مستشعر المقطع العرضي DP40004080 نقطة / مقطع عرضي، 49 kHz
DP4020X 3.3–3.6 μm، تكرارية Z هي 0.1 μm

القيم مأخوذة من دراسات الحالة وبيانات المنتجات المنشورة من قبل HIKROBOT؛ وبعض الكاميرات في الحالات هي طرز غير متوفرة لدى FST. يتم الاختيار لخطك الخاص على أساس كل مشروع.

4. فحص خط اللحام وقياس المقطع العرضي 3D

تستخدم HIKROBOT مستشعر البروفايل الليزري 3D في تطبيق فحص لحام الغطاء العلوي ضمن نطاق إنتاج البطاريات لتحليل وصلات اللحام وارتفاع الشفة حول الغطاء. ويبحث مستشعر البروفايل الموجود في هذه البنية التكنولوجية عن التكوينات المنتفخة والمقعرة التي يتجاوز قطرها وارتفاعها 0.5 mm على خط اللحام، بالإضافة إلى عيوب الشرائط المستمرة بحجم 0.2 mm، ويتمم فحص الحواف الأربع خلال 2.5 s. وتُعالج بيانات الارتفاع في سحابة النقاط التي يتم الحصول عليها أثناء العملية للكشف عن العيوب الهيكلية مثل نقطة الانفجار، والتجويف، واللحام المتقطع، واللحام البارد التي تحدث في منطقة الربط.

في فحوصات ما بعد لحام قضبان التوصيل (busbar) ضمن إنتاج البطاريات، يتم تركيب مستشعر المقطع العرضي وكاميرا المساحة من HIKROBOT جنباً إلى جنب لتقييم المعلمات الفيزيائية لخط اللحام. وبفضل هذا التكوين للأجهزة، يتم قياس قطر وعرض اللحام؛ بينما يتم مسح أكثر من 10 فئات من العيوب بما في ذلك اللحام المفقود، والمكسور، والمثقوب، والمنهار، والمزاح، وأخدود الاحتراق. أما في خطوط هياكل السيارات واللحام العامة، فتسهم حلول الرؤية الآلية من HIKROBOT في توفير التوجيه لتحديد موقع اللحام في خطوات التجميع الروبوتية مع إجراء فحص الجودة والعدد لخط ونقطة اللحام.

فحص خط اللحام حول الغطاء بواسطة مستشعر المقطع العرضي بالليزر 3D
قياس المقطع العرضي 3D في خط اللحام. الصورة: HIKROBOT

5. قراءة أكواد DPM والقابلية للتتبع في القطع المعدنية

صعّبت رموز Data Matrix المحفورة بالليزر على الأجزاء الحيوية مثل كتلة المحرك، وذراع التوصيل، والقابض في تصنيع السيارات، قراءات علامات القطع المباشرة بسبب كون السطوح زيتية أو تحتوي على تباين منخفض. وتفك أجهزة القراءة من سلسلتي HIKROBOT ID3000 وID5000 المصممة لتجاوز الصعوبات الناتجة عن انعكاسات السطح والأشكال المعقدة، تشفير الرموز في حالات البقع والأضرار الفيزيائية والتباين المنخفض بفضل خوارزميات التعلم العميق الخاصة بها. بينما تقمع بنية الإضاءة الموجودة في الأجهزة والتي يمكن التحكم بها بشكل مستقل في 4 اتجاهات الوهج المتداخل على السطوح المعدنية، فإن إمكانية التحكم المستقل متعدد القنوات، وخيارات الألوان الأبيض والأحمر والأزرق، وملحقات الاستقطاب تدعم أداء القراءة.

في حالة DPM لأجزاء السيارات الخاصة بـ HIKROBOT، يتم التوصل إلى نسبة التعرف تصل إلى 99.99% في رموز QR المعالجة بطرق الليزر والكبس الميكانيكي ونفث الحبر، بينما يحصل وقت فك التشفير لكل رمز في أقل من 60 ms. يوفر قارئ HIKROBOT IDH9000B المحمول باليد، المقدم للاستخدام المرن في الميدان، دعمًا حتى أصغر حجم وحدة يبلغ 0.04 mm أثناء قراءة رموز DPM المحفورة بالليزر، مما يجعل تتبع العلامات الدقيقة أمرًا ممكنًا. تمنع بنية الشحن اللاسلكي الموجودة في القارئ المحمول باليد تآكل الأقطاب الكهربائية المعدنية وتداخلات برادة المعادن؛ بينما تقدم 4 خيارات مختلفة لأنماط الإضاءة تشمل المباشر، والمستقطب، والمنتشر، وثنائي الاتجاه.

قراءة كود DPM بواسطة قارئ الأكواد على غطاء الأسطوانة في الناقل
قراءة كود DPM على غطاء الأسطوانة. الصورة: HIKROBOT

6. تحميل وتفريغ الروبوت بالرؤية 3D في خط المكبس والتشغيل

تُشارك حلول تحميل وتفريغ قطع العمل الموجهة بالرؤية ثلاثية الأبعاد 3D المقدمة من HIKROBOT في عمليات النقل والمسك الآلي لقطع العمل المعقدة والأجزاء الهيكلية والأجزاء غير المنتظمة في قطاعات السيارات والصناعات المغذية والصلب والآلات. وبينما تمسك كاميرا الستيريو المزودة ببدال غلفانومتر ليزري داخل النظام أجزاء الصفائح المعدنية العاكسة للسيارات وأجزاء الصب الرملي غير المنتظمة؛ تم الحد من الحمل الواقع على طرف الروبوت بتقليل الحجم بنسبة 40% والوزن بنسبة 50% بالتصميم الجديد. وفي التطبيق المعروض في معرض LogiMAT 2025، يتم مسك قطع العمل المعدنية ذات الأشكال غير المنتظمة بقيمة تكرارية تبلغ 0.2 mm باستخدام كاميرا 3D في الحالة وبرمجية تخطيط المسار RobotPilot معًا.

تظهر كاميرا 3D المستخدمة في حالة تحميل قطع اللحام الخاصة بالعلامة التجارية مقاومة للانعكاس العالي على الأسطح المعدنية وتغيرات الإضاءة المحيطة بتكرارية ±0.06 mm ودقة نظام أقل من 0.5 mm. لا تلزم صناديق دقيقة في هذه الحالة؛ حيث يتم دمج تقنيات السحابة النقطية 3D مع التعلم العميق 2D لعمليات التقاط الصناديق غير المنتظمة المطبقة على قطع المحاور والأجسام.

التقاط القطع من الصندوق بواسطة روبوت موجه بكاميرا 3D في قطع المحاور والأجسام
التقاط القطع المعدنية من صندوق غير منتظم. الصورة: HIKROBOT

الأمان، مستشعرات البيئة القاسية وبيانات المنشأة

تلتقط معالجة الصور العيوب والقياسات؛ غير أن أمان واستمرارية خط تشغيل المعادن يعتمدان على المستشعرات والمفاتيح وأجهزة الكمبيوتر التي تعمل تحت ظروف الرايش وبرادة المعادن وزيت القطع ودرجة الحرارة والاهتزاز. أُخذت أمثلة OMRON من دليل اختيار مكونات الأمان، وكتالوج أمان الآلات، وثائق F3SG-R وWL-N وE2B وTL-W وES1C وV680؛ وأمثلة PANASONIC من مصادر SF4D وGX-F/H وGP-X وHL-G1 وHG-T وHG-C؛ وأمثلة TELEMECANIQUE من كتيب الرفع وكتالوجات XC وXS وXX وXG وXCS؛ بينما أُخذت أمثلة ADVANTECH من حالات مصانع الصلب وCNC والتسهيلات المعدنية. يُجرى تقييم المخاطر في تطبيقات الأمان على أساس كل مشروع.

7. أمان الأبواب في آلات التشغيل والمعدات الثقيلة

للمهندسين الذين يخططون لتحديد الموضع الآمن للأبواب وكشف الأغطية الواقية في آلات أدوات التشغيل، يتم في صفحة التطبيقات لدليل اختيار مكونات السلامة من OMRON وضع مفتاح نهاية شوط السلامة D4B-□N لمراقبة حالة الباب المفتوح أو المغلق، إلى جانب مفاتيح نهاية شوط السلامة الصغيرة D4N و D4F المدمجة في المساحات الأضيق. وبهدف منع الوصول الفيزيائي إلى مخاطر القصور الذاتي للآلة التي تستمر في الدوران حتى تتوقف حتى بعد قطع الطاقة، يوصى في الدليل نفسه بمفاتيح أبواب السلامة ذات القفل D4SL-N و D4NL، بينما يُقدَّم مفتاح القفل عالي التشفير D41G مع وحدة الخروج الطارئ للقضاء على خطر الاحتجاز داخل الخلية. وفي مثال آلة أدوات التشغيل، يتم تضمين وحدة مرحل السلامة G9SR في النظام لإدارة سيناريوهات العمل المنفرد، ووفقاً للتحذير الوارد في ورقة بيانات D4SL-N، برغم أن صندوق المفتاح مقاوم للعوامل الخارجية، إلا أنه لا يُفضل استخدام D4SL في النقاط التي يمكن أن تتسرب منها برادة القطع أو الزيت أو الماء أو المواد الكيميائية عبر ثقب المفتاح في الرأس.

في جانب أمان الآلات الصناعية الثقيلة، في كتالوج TELEMECANIQUE XCS، تُعرف مفاتيح أمان المفاتيح بالتنسيق الصناعي للخطوط ذات وقت التوقف القصيرة، بينما يُشدد على ضرورة استخدام الأنواع المقفولة في التطبيقات التي يستغرق فيها وقت التوقف وقتًا أطول من وقت وصول المشغل إلى المنطقة الخطرة. وتوصى باستخدام المفاتيح ذات الأجسام المعدنية والمقفولة بمفتاح ضد خطر الفتح غير المقصود للغطاء الواقي في ظروف العمل القاسية ذات الصدمات أو الاهتزازات الخارجية. يقدم الطراز XCSA501 الموجود في مجموعة المنتجات هذه هيكل رأس وجسم من معدن Zamak، وفئة حماية IP67، وعمر ميكانيكي يبلغ 1 مليون دورة.

8. ستارة الضوء في المكبس وتشكيل الصفائح المعدنية

بهدف ضمان سلامة المشغل في مناطق الحركة الخطرة في آلات المكبس وتشكيل الصفائح المعدنية، يُذكر في كتالوج السلامة للآلات من OMRON أن الحساسات ذات دقة 14 mm والتي توفر وظيفة حماية الأصابع يمكنها الكشف عن إصبع واحد وإيقاف الآلة، وأن المعيار المعني يشترط حساس السلامة هذا في آلات المكبس هذه. وفي التطبيقات الخاصة التي يوجد فيها خطر تطاير الأجزاء من الآلة أثناء التشغيل، يُذكر في الكتالوج المعني أن تركيب سياج فيزيائي أو درع واقٍ يعد نهجاً أكثر صواباً من استخدام الأجهزة الكهروضوئية. وفي هذا الإطار، يتم إعداد ستائر الضوء من سلسلة F3SG-R بخيارات حماية الأصابع بـ 14 mm وحماية اليد بـ 30 mm، وتغطي مسافة كشف تتراوح بين 0.3 و 20 m ونطاق ارتفاع حماية بين 160 و 2,500 mm، وتحمل شهادة المعيار المعني الخاص بأجهزة الحماية الكهروضوئية النشطة المستخدمة في المكابس في ورقة البيانات الخاصة بها.

في لوائح أمان المكبس في خطوط الإنتاج العالمية، تستخدم PANASONIC طرز SF4D-□-01 كجهاز أمان في آلات المكبس والقطع في اليابان، بينما يُلزم تركيب خرطوم الحماية SFPD-A10 على كابل التوصيل، وفي التطبيقات الصينية يُقاس ارتفاع الحماية بين مركزي الشعاع الأول والأخير. أما ستائر الضوء TELEMECANIQUE Preventa XUSL المخصصة لحماية المناطق في الآلات الخطرة، فتبرز بطرز تصل إلى مستويات النوع 4 وSIL 3 وPL e. وتعتبر TELEMECANIQUE أن XUSL، التي توفر إصدارات لحماية الأصابع (14 mm) واليد (30 mm)، مناسبة لحماية المناطق في كل آلة خطرة تقريبًا؛ وصفحات PANASONIC SF4D-A/F/H لدى FST هي صفحات سلسلة، ويُقيَّم التوافق مع متطلبات أمان المكبس لكل آلة بناءً على المشروع.

9. الحماية من الشظايا والسوائل في خط اللحام

لكي تواصل المفاتيح الحدية عملها في خطوط اللحام بالقوس والمناطق ذات ظروف العمل الشاقة التي تتناثر فيها غبار القطع، صُممت الطرز المضادة للشرر الواردة في صحيفة بيانات OMRON WL-N لمنع التصاق الشرر الساخن بفضل الفولاذ المقاوم للصدأ أو المادة الراتنجية المستخدمة عليها. تساعد هذه الطرز الخاصة من عائلة WL-N في تقليل المشكلات التشغيلية التي يسببها غبار الخارصين في الأجزاء الميكانيكية أثناء عمليات اللحام. أما في جانب الحماية الكهروبصرية، يُذكر في دليل استخدام F3SG-R أنه يجب تركيب غطاء لحماية ستارة الضوء في البيئات التي تلتصق فيها المواد الغريبة مثل الشرر بالسطح، بينما يُفاد بأنه عند استخدام غطاء الحماية من الشرر F39-HGA المطور لسلسلة F3SG-RA، ستكون مسافة عمل الجهاز أقصر بنسبة 10% من قيمتها الاسمية.

يحمي غطاء الحماية الأمامي المقدم لستارة الضوء PANASONIC SF4D ضد الظروف البيئية القاسية في خطوط اللحام سطح الكشف البصري من الأضرار التي قد تسببها الأجسام الطائرة مثل رايش اللحام، بينما يحدث انخفاض في مسافة عمل النظام عند إضافة هذا الغطاء. وتمنع سلسلة SF4D ذات معايير الكتامة العالية، بفضل توافقها مع IP67 وIP65 وNEMA Type 13، ليس فقط دخول الماء ولكن أيضًا وصول سائل التبريد والسوائل الصناعية الأخرى إلى المكونات الداخلية. ونظرًا لأن الإضافات الكيميائية في السائل قد تؤدي إلى تدهور بنية المكونات بمرور الوقت في العمليات التي يتناثر فيها سائل القطع بكثافة، يُوصى بفحص مقاومة المواد ضد السائل الخاص المستخدم قبل التركيب.

10. الكشف عن القطع المعدنية بواسطة المستشعر الحثي

لتحديد وجود القطع وموضعها في خطوط تشغيل المعادن، تُعرَّف مادة الكشف القياسية في أوراق بيانات OMRON E2B و TL-W ve E2A-S على أنها المعادن الحديدية، بينما يُذكر أن مسافة الكشف تنخفض في المعادن غير الحديدية. وتوفر الحساسات الحثية من نوع البلوك TL-W، والتي تكون مادة الكشف القياسية لها من الحديد بأبعاد 18 × 18 × 1 mm، إمكانية التركيب على السطح المستوي عند مسافات تتراوح بين 1.5 mm و 20 mm، بينما تتضمن الرسوم البيانية في ورقة البيانات منحنيات تغير منفصلة للفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس الأصفر والألومنيوم والنحاس؛ أما سلسلة E2B فتقدم بأحجام M8 و M12 و M18 و M30 مع حماية IP67 وبأنواع قابلة للغمر وغير قابلة للغمر بمسافة فردية أو مضاعفة. وفي خطوط الأتمتة، تُستخدم طرازات PANASONIC GX-F/H في تحديد موضع المنصات النقالة المعدنية ومعدات التشغيل والتحكم في تعطل الستارة الضوئية، بينما تُضرب المسافة الاسمية في المعادن غير الحديدية بمعاملات تبلغ حوالي 0.79 للفولاذ المقاوم للصدأ، و 0.56 للنحاس الأصفر، و 0.53 للألومنيوم؛ وتساهم الطرازات ذات اللاحقة ’K’ طويلة المدى في السلسلة الأسطوانية GX-300 في تقليل خطر الاصطدام وأخطاء الكشف في البيئات ذات الاهتزاز.

في تقنية الاستشعار غير التلامسي، تكتشف مستشعرات الحث TELEMECANIQUE XS الأهداف المعدنية فقط حتى مسافة 60 mm بفضل مبدأ إيقاف التذبذب بواسطة التيارات الدوامية المتكونة في الأجسام المعدنية التي تدخل المجال المغناطيسي. ورغم أن معظم الأجسام في التطبيقات تكون من الصلب، يتم تطبيق معاملات التصحيح للتغيرات في المادة ودرجة الحرارة والحجم، في حين أن طرز Fe/NFe يمكنها استشعار المعادن الحديدية وغير الحديدية عند نفس المسافة. ويوفر نموذج XS8D1A1PAL2 البارز في هذه المجموعة حماية IP68 بفضل هيكله المصنوع من PBT بمسافة استشعار تبلغ 40 mm في التركيب المدمج و60 mm في التركيب غير المدمج، بينما يعمل نموذج XSDA400519 بمسافة استشعار 40 mm وبنية IP67، أما نموذج XS630B4PAM12 فيعمل في المجالات الصناعية بهيكل نحاسي M30 ومسافة استشعار 22 mm وفئات حماية IP67 وIP69K.

المنتجبيانات الشركة المصنعة
OMRON TL-Wالكائن القياسي حديد 18 × 18 × 1 mm؛ وتنخفض المسافة في المعادن غير الحديدية
PANASONIC GX-F12معامل التصحيح: غير القابل للصدأ ~0.79، النحاس الأصفر ~0.56، الألمنيوم ~0.53
TELEMECANIQUE XS8D1A1PAL2Sn 40 mm مغمور / 60 mm غير مغمور، IP68

11. الاختيار في بيئة زيت القطع، سائل التبريد والرايش

لمواجهة الظروف الصعبة التي تفرضها زيوت القطع وسوائل التبريد في بيئات التشغيل بالقطع في آلات الورش، خضعت مستشعرات الحث OMRON E2B – بالإضافة إلى اختبار IP67 – لاختبارات ميدانية تضمنت التعرض لبخار زيت القطع القابل للذوبان في الماء الممدد لمدة 250 ساعة في بيئة بدرجة حرارة 23 °C. وفي جانب المفاتيح الحدية، تقدم عائلة WL-N طرز WL□-55-N المحكمة ضد الهواء للمناطق التي تحتوي على زيت القطع أو الماء، وطرز WL□-RP60-N المحكمة إحكامًا تامًا ضد قطرات وسوائل التبريد وبخارها، بينما تتضمن الطرز المحكمة WL□-141 وWL□-145-N غطاء رأس يحمي من رايش القطع وبنية إحكام مزدوجة مزودة بمانع تسرب الزيت. أما في تتبع الموقع الدوار، وبناءً على البنية المقاومة للزيت التي يوصي بها دليل OMRON التقني للبيئات الزيتية، يبرز المشفر التزايدي E6C3-C ذو القطر الخارجي Ø50 mm بدقة تصل إلى 3,600 p/r وحماية IP65 وهيكل ذي محامل محكمة الإحكام.

بالنسبة لتطبيقات معالجة المواد وآلات الورش، يُوصى بالطرز ذات حماية IP68 المختبرة لمدة 336 ساعة في 40 m من الماء في كتالوج مستشعرات الحث TELEMECANIQUE XS لأكثر المواقع صعوبة، بينما تبدي المستشعرات ذات الهيكل البلاستيكي مقاومة عالية للزيوت الأليفاتية والعطرية والبترول، وتوفر التوصيلات السلكية المصبوبة في المصنع إحكامًا ضد السوائل المتناثرة. في هذه الفئة، يُقدم نموذج XS4P12PA340 بحجم M12 وهيكل PPS بمسافة استشعار 4 mm وعزل مزدوج IP68، بينما يجمع نموذج XS612B1PAL2 بهيكل نحاسي M12 بين مسافة استشعار 4 mm ومعايير IP68 وIP69K. من ناحية أخرى، تشتمل سلسلة PANASONIC GX-F/H ذات فئة الحماية IP68G على نموذج GX-□L15 بمسافة عمل قصوى تبلغ 8 mm، مع التذكير بضرورة التحقق من المقاومة مسبقًا في الخطوط التي يتناثر فيها زيت القطع لضمان عدم إلحاق إضافات الزيت الضرر ببنية المستشعر.

12. القياس الدقيق للمسافة والأبعاد في الهدف المعدني

تعرض مستشعرات التيار الدويمي PANASONIC GP-X، التي توفر تحديد الموقع عالي الدقة في عمليات تشغيل القطع المعدنية ومراقبة الجودة، خطية تبلغ ±0.3% F.S. في الأهداف المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والحديد، بينما معلمات المواد للفولاذ المقاوم للصدأ والحديد والألومنيوم معرّفة مسبقًا في وحدة التحكم. وهذه السلسلة، التي يكون كائن الكشف القياسي فيها عبارة عن لوح من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الصلب الكربوني المدرفل على البارد بأبعاد 60 × 60 × 1 mm وتنفذ 40,000 قياس في الثانية بزمن أخذ عينات يبلغ 25 µs، تؤدي مهام الكشف عن نهاية الشوط، وانحراف المحور، والارتفاع بفضل هيكل رأسها المقاوم للزيت IP67G. أما سلسلة PANASONIC HL-G1 التي تقدم طريقة قياس ليزرية مختلفة، ف تُعد من بين الأمثلة الكشف عن اللامركزية في المحاور المعدنية، وقياس سمك الألواح، واختبارات انحناء الألواح.

تنفذ مستشعرات الليزر PANASONIC HG-T قياسات قطر المحور والفجوة بين الدرافيل بشكل مستقر بفضل بنية الرأس والخوارزمية الفريدة دون التأثر بالإشعاعات الثانوية المنعكسة من الأسطح المعدنية. وتتضمن أمثلة تطبيقات PANASONIC HG-C تمييز الوجه الأمامي/الخلفي للغطاء في قطع الصب، وقياس سمك الألواح والقطع. ويتم التأكيد في وثائق المنتج على مسألة التحقق من خاصية مقاومة الزيت لرؤوس المستشعرات GP-X قبل التركيب في مناطق العمل ذات الطرطشة.

13. قياس درجة الحرارة بدون تلامس في المعدن الساخن

لمراقبة درجة الحرارة دون تلامس في عمليات المعادن الساخنة، يقوم مستشعر الأشعة تحت الحمراء OMRON ES1C بالقياس في النطاق من 0 إلى 400 °C موفرًا خرج تيار 4–20 mA، وتم تثبيت قيمة الانبعاثية عند 0.95. ونظرًا لأن انبعاثية السطوح المعدنية اللامعة منخفضة، تُظهر البيانات التقنية لـ OMRON أن الصلب اللامع يمتلك قيمة 0.07، وصفيحة الصلب المدرفلة الدقيقة 0.66، وصفيحة الحديد الصدئ 0.69، وصفيحة الصلب غير المصقولة 0.94–0.97، والحديد المشغول المطفي المؤكسد 0.94، وصفيحة الألمنيوم التجارية 0.09، وفي الحالات التي تظل فيها الانبعاثية أقل من 0.9، يُوصى باختيار منطقة ذات انبعاثية عالية أو استخدام رذاذ أسود وشريط أسود لأن درجة الحرارة المحيطة ستؤدي إلى انحرافات. وفي التركيبات التي تُراقب فيها الأجسام ذات درجات الحرارة العالية، يُذكر في دليل تركيب OMRON ES1B أنه يجب استخدام حاجب أو حاجز واقٍ مماثل لمنع السخونة الزائدة للمستشعر.

السطح (جدول OMRON ES1C)الانبعاثية
الفولاذ اللامع0,07
الصفائح الألمنيوم التجارية0,09
الصفائح الفولاذية المدرفلة على البارد0,66
الصفائح الحديدية الصدئة0,69
الصفائح الفولاذية غير المصقولة0,94–0,97

14. الكشف عن الموقع في الرافعة والمعدات الثقيلة

في حلول TELEMECANIQUE التي توفر تتبع الموقف في تطبيقات الرافعات السقفية والرافعات المتحركة، يُشار إلى مفاتيح نهاية الشوط XCKM بآليتها ذات الفتح الإيجابي في كشف تجاوز الشوط في حركات العربة؛ وتذكر النشرة التعريفية الحساسات الكهروضوئية XUX و XUK9T معاً للكشف طويل المدى، إلا أن وظيفة منع التصادم التي تكشف عن رافعة أخرى تعود إلى XUK9T غير المتوفر لدى FST. وبينما يتم وضع مفاتيح XCMD المصغرة للتحكم في الحركة الرأسية صعوداً وهبوطاً مع إيقاف التشغيل في بكرات الرافعات الكتلتية، تتضمن مكونات النظام مراجع مثل XCKD2118P16 و XCKM115H29 و XCMD2110L1 إلى جانب طرازات مثل XUX9ARCNT16 الذي يصل إلى مسافة كشف تبلغ 11 m مع العاكس XUZC50. ويبرز طراز XCKM115H29 المتميز بهيكل معدني من الزاماك بميكانيكية التلامس الخاطف، وفئة حماية IP66، وعمر ميكانيكي يصل إلى 15 مليون دورة، ونطاق درجة حرارة تشغيل من -25 إلى 70 °C.

بالنسبة لظروف الخدمة الشاقة في المنشآت الصناعية، تُعرف TELEMECANIQUE سلسلة XCKJ بالتنسيق القياسي EN 50041 كبنية ذات اتصال إيجابي مفاجئ تمتلك أمتن رأس في فئتها، بينما تقدم سلسلة XCKM كخيار متعدد الأغراض بجسم معدني لتطبيقات الخدمة المتوسطة. يُظهر الطراز XCKJ161 المكبسي المعدني المصنوع بجسم ورأس من Zamak متانة عالية بفئة حماية IP66 وعمر ميكانيكي يبلغ 30 مليون دورة، في حين تُفضل سلاسل المفاتيح المصغرة في آلات البيئات القاسية ذات المساحات الضيقة. وتُعد TELEMECANIQUE تطبيقات مفاتيح نهاية الشوط القياسية من بين آلات التشغيل، ونقل المواد، والسيور الناقلة.

15. نصف قطر الملف والتعريف بـ RFID على السطح المعدني

في معالجة المواد المستمرة والتحكم بالخطوط، تقوم المستشعرات فوق الصوتية TELEMECANIQUE XX بالكشف دون تلامس بشكل مستقل عن مادة الهدف سواء كانت معدنًا أو بلاستيكًا أو كرتونًا وعن لونه وشفافيته، وتُستخدم لتتبع نصف قطر لفة الشريط والتحكم في عملية الشريط في تطبيقات التنظيم ذات الخرج التناظري. بينما يُعرض النموذج XX518 للكشف عن المواد المعدنية، يقدم النموذج XXS18P1AM12 بحجم M18 ومسافة استشعار 1 m والنموذج الزاوي XXA30P2AM12 بحجم M30 وحماية IP65/IP67 ومسافة استشعار 2 m خرجًا تناظريًا 4–20 mA. وفي جانب إمكانية التتبع داخل المنشأة، تُدمج قارئات TELEMECANIQUE XG RFID في الخطوط المرنة من خلال إظهار حساسية منخفضة للبيئات المعدنية؛ ويمكن تركيب العلامات ذات الحماية IP68 مثل XGHB221346 وXGHB444345 وXGHB440245 على السطوح المعدنية، ولكن في وجود المعدن، قد تنخفض مسافة القراءة في النموذج XGHB221346 مثلاً من 40 mm إلى 30 mm.

في إدارة القوالب والأدوات في نظام OMRON V680 RFID، عندما تُثبت بطاقات RF على القوالب وهوائيات القراءة على آلات القولبة، تُقرأ معلومات القالب ويُتتبع إجمالي وقت الضغط وعدد مرات الضغط، ويمنع التحكم الآلي الإنتاج الخاطئ عند استخدام قالب غير صحيح. وتتضمن سلسلة V680 بطاقات يمكن طمرها في المعدن مثل V680-D1KP52MT وV680-D1KP53M وV680-D2KF52M، بالإضافة إلى موديلات تُركب بشكل مسطح على السطح المعدني مثل V680-D1KP66MT وV680S-D2KF67M؛ وفي مثال مسافة الاتصال المضمونة، تُعطى بطاقة V680-D2KF52M كطمر في الحديد. ويُشدد في الدليل الفني على أنه عند الرغبة في طمر وحدة القراءة أو الكتابة في المعدن لحمايتها من الصدمات، يجب ترك مسافة لا تقل عن 80 mm بين الأجزاء المعدنية والقارئ، وأن الوضع الأقرب سيقلل من مسافة الاتصال.

16. الاهتزاز وصحة مغزل CNC في منشأة الفولاذ

لتتبع المعدات في خطوط الصناعة الثقيلة، في حالات ADVANTECH، تُطبق منصة WISE-PaaS في مشاريع التشخيص عن بُعد في مصانع الدلفنة على البارد لدى مصنعي الصلب، بينما يتم وضع حساس الاهتزاز WISE-2460 الذي يخدم قطاعي الصلب والإسمنت لمراقبة علب التروس والمحركات والمراوح والضواغط ومغزل الدوران. وينقل الحساس WISE-2460 البيانات عبر RS-485 Modbus/RTU، حيث يقيس في المحور Z ضمن نطاق 5–10,000 Hz، ويتمتع بحد سعة ±50 g وهيكل IP68 ودرجة حرارة تشغيل تتراوح بين -20 و 105 °C. وفي الحالات في مواقع تشغيل CNC، يُذكر أن تغييرات أدوات القطع يمكن أن توقف الخط لمدة 4–6 ساعات، وأن الصيانة قد تستغرق أياماً في حالة أعطال مغزل الدوران، وبالتالي تُوضع الحساسات على مغزل الدوران وحوامل الأدوات؛ وفي هذه الخطوط التي تسبب فيها المواد المركبة ومعادن الطيران وسبائك التيتانيوم تآكلاً كثيفاً للأداة، تُنقل البيانات المجمعة إلى معماريات تنشئ مؤشر صحة مغزل الدوران والأداة؛ وفي الحالة تُنقل البيانات إلى الحاسوب الصناعي MIC-770 V2، ويتوفر لدى FST الإصدار الجديد MIC-770 V3 من العائلة نفسها المزود بمعالجات Intel Core i من الأجيال 12 و 13 و 14.

لتجاوز صعوبات التوصيل السلكي في المناطق التي توجد فيها أفران تنتج حرارة مفرطة وهياكل معدنية كبيرة، يُفضل استخدام بنيات المراقبة اللاسلكية ADVANTECH LoRaWAN. في تطبيق الشركة المصنعة للنواة المغناطيسية TCT، يتم تركيب مستشعر WISE-2410 بدرجة حماية IP66 على الضواغط لمقارنة سرعة RMS والقيم الذاتية مع معيار الاهتزاز ISO 10816-3، بينما تُنقل البيانات المجمعة إلى النظام السحابي عبر بوابة WISE-6610 V2 التي تدعم بروتوكولات Modbus/TCP وMQTT وBACnet وOPC UA وبرمجية Node-RED المدمجة. وبفضل هذه البنية التحتية، يتم رصد الضواغط والمضخات والمحركات عن بُعد والحصول على توقعات الشذوذ قبل ما يصل إلى سبعة أيام.

17. بيانات آلة CNC، حاسوب الرؤية الآلية ولوحة المشغل

في حلول ADVANTECH التي تُستخدم لمراقبة أداء CNC في الوقت الفعلي في منشآت تشغيل المعادن، تحدد تحليلات سجل الإنذارات أخطاء كشف الأداة المزدوجة الناتجة عن المشغل مما يتيح زيادة السعة من خلال التدريب، بينما في حالة RE-DAI PRECISION، تقوم بوابات الشبكة القائمة على UNO (النموذج UNO-1372 غير موجود لدى FST) بنقل معلمات الحمل والسرعة ودرجة الحرارة إلى نظام MES عبر MQTT. وفي البنى التحتية للتحكم التي يمكن ربطها بآلات FANUC وSIEMENS وMITSUBISHI وHEIDENHAIN وBrother، يدعم برنامج WISE-EdgeLink أكثر من 200 بروتوكول ويقوم بالتخزين المؤقت للبيانات لمدة تصل إلى سبعة أيام في حالة انقطاع الشبكة المحتمل. يقدم جهاز ADVANTECH UNO-137 IoT edge المقدم لأتمتة المصانع منافذ DIO/COM معزولة داخليًا، ودرجة حرارة تشغيل من -40 إلى 70 °C، وتغذية 10–36 VDC وأمان TPM 2.0، ويمكن استخدام DI/O الداخلي مباشرة في مراقبة الآلات.

في فحص عيوب السطح على السطوح المعدنية ووصلات اللحام غير المنتظمة التي يصعب تحديدها بقواعد ثابتة، يبرز دليل الرؤية الآلية من ADVANTECH نماذج كشف الشذوذ التي تتعلم المظهر الطبيعي دون تعريف كل خطأ، وحواسيب AI الطرفية. وفي هذا السياق، يُوصى بالطراز MIC-770 V3 المدعوم بالجيل 14 من Intel Core وحدة MIC-75G20 GPU لفحص AI AOI للمكونات متعدد الكاميرات، بينما يُوضع MIC-733-AO ذو بنية NVIDIA Jetson AGX Orin في عمليات الفحص الروبوتية. وتوضح ADVANTECH أن برنامج HMINavi HMI الذي يتصل بأكثر من 500 بروتوكول PLC يدعم تخطيط الإنتاج ومراقبة الجودة في تصنيع المعادن ويعمل على كل منصة x86 Windows؛ وجهاز اللوحة PC بدون مروحة PPC-300 RPL ذو اللوحة الأمامية IP66 والمعالج Intel Core من الجيل 13 لدى FST هو إحدى هذه المنصات، بينما الموديل FPM-715 ذو الهيكل الألمنيوم المصبوب هو شاشة صناعية.

أي منتج لأي احتياج؟

الاحتياجمجموعة المنتجات
سطح الألواح والصفائح المعدنية والرقائقHIKROBOT المسح السطري CL, إضاءات LED
فحص وقياس قطع المكبس والصبHIKROBOT كاميرات CH, SC3000, مستشعرات المقطع العرضي DP
الفحص ثلاثي الأبعاد لخط اللحامHIKROBOT مستشعرات المقطع العرضي DP
قراءة أكواد DPMHIKROBOT ID5000, ID3000, IDH9000B
التحميل والتفريغ بواسطة الروبوتHIKROBOT RoboScan, RoboScan Ultra
أمان آلات التشغيل والمكبسOMRON D4SL-N / F3SG-R، TELEMECANIQUE XCS / XUSL4، PANASONIC SF4D
الكشف عن المعادن، بيئة اللحام وزيت القطعOMRON E2B / WL-N، PANASONIC GX-F، TELEMECANIQUE XS
القياس الدقيق ودرجة الحرارةPANASONIC GP-X / HL-G1، OMRON ES1C
الرافعة والملف وRFIDTELEMECANIQUE XCKM / XX / XG، OMRON V680
الاهتزاز وبيانات CNC وHMIADVANTECH WISE-2460, UNO-137, MIC-770 V3, PPC-300

المصدر: دراسات حالة HIKROBOT، بيانات المنتجات وأخبار المعارض؛ دليل اختيار مكونات الأمان OMRON، كتالوج أمان الآلات، وثائق F3SG-R وWL-N وE2B وTL-W وES1C وV680؛ مصادر PANASONIC SF4D وGX-F/H وGP-X وHL-G1 وHG-T وHG-C؛ كتيب الرفع TELEMECANIQUE، كتالوجات XC وXS وXX وXG وXCS؛ حالات منشآت الفولاذ وCNC والمعادن وصفحات المنتجات لـ ADVANTECH. الصور ملك لـ HIKROBOT؛ الروبوتات في الصور ليست ضمن مجموعة منتجات FST. يتم تقييم المخاطر وتصميم وظائف الأمان في أمان الآلات على أساس كل مشروع.

أخبرونا عن تطبيقكم لنصمّمه معاً

شارك نوع القطعة والمادة (الصفائح المعدنية، الصب، الرقائق)، وحالة السطح، وسرعة الخط، والظروف البيئية (اللحام، زيت القطع، درجة الحرارة) ومتطلبات الأمان؛ لنختر معًا مكونات الكاميرا، والمستشعر، والأمان، والحاسوب. تقدّم FST Teknoloji في مشاريع هذا القطاع حلولاً متكاملة جاهزة للتسليم في الرؤية الآلية وتكامل الأنظمة باستخدام أجهزة HIKROBOT.

أخبرونا عن تطبيقكم لنصمّمه معاً جميع القطاعات