مبدأ عمل جهاز تكديس الأنابيب الفولاذية الآلي

يعتمد مبدأ عمل جهاز تكديس الأنابيب الفولاذية الآلي على التنسيق بين المحركات وأنظمة التحكم والمستشعرات. فبمجرد برمجته مسبقًا، يقوم الجهاز تلقائيًا بإمساك الأنابيب الفولاذية وتحريكها ورصها. ويمكن تقسيم هذا المبدأ إلى الخطوات التالية:

1. المحركات: أدوات الحركة الميكانيكية

تُعد المحركات بمثابة "عضلات" جهاز تكديس الأنابيب الفولاذية الآلي، وهي مسؤولة عن أداء حركات فيزيائية محددة. وتشمل هذه:

آلية الرفع: تعمل آلية الرفع بواسطة أسطوانات أو محركات هيدروليكية، وتضبط ارتفاع آلية الإمساك لتناسب الأنابيب ذات الارتفاعات المختلفة أو أوضاع الرص. على سبيل المثال، بعد توصيل الأنبوب إلى منطقة محددة، تنخفض آلية الرفع إلى الارتفاع المناسب، مما يضمن ملامسة آلية الإمساك للأنبوب بدقة.

آلية الدوران: تدور آلية الإمساك حول محورها لضبط موضع الأنبوب. على سبيل المثال، عند تكديس الطرود السداسية على المنصات، تُدير آلية الدوران الأنبوب بزاوية محددة، مُشكّلةً ترتيبًا سداسيًا مع الأنابيب الأخرى.

آلية تلسكوبية: تضبط المسافة بين آلية الإمساك والأنبوب لضمان دقة الإمساك. على سبيل المثال، في حال عدم محاذاة الأنبوب، تتمدد الآلية التلسكوبية أو تنكمش، مما يسمح لآلية الإمساك بوضع الأنبوب بدقة. أجهزة الإمساك: صُممت هذه الأجهزة بناءً على شكل وحجم الأنابيب الفولاذية، وتستخدم عادةً كتل شفط كهرومغناطيسية، أو مشابك، أو أكواب تفريغ لإمساك الأنابيب بإحكام ومنعها من السقوط أثناء الحركة. على سبيل المثال، تُناسب كتل الشفط الكهرومغناطيسية الأنابيب ذات الأسطح الملساء، بينما تُناسب المشابك الأنابيب الخشنة أو المُشكّلة.

2. نظام التحكم: جوهر منطق الأتمتة

نظام التحكم هو "عقل" جهاز تكديس الأنابيب الفولاذية على المنصات، وهو المسؤول عن استقبال الإشارات، وتوليد التعليمات، والتحكم في حركة المُشغّلات. يشمل ذلك بشكل أساسي ما يلي:

استقبال الإشارات: يستقبل معلومات حول وصول الأنابيب الفولاذية وكميتها وحجمها من خط الإنتاج أو من أجهزة استشعار أخرى. على سبيل المثال، عند دخول الأنابيب الفولاذية إلى منطقة تشغيل آلة التكديس عبر سير ناقل، ترسل أجهزة استشعار الموضع إشارات إلى نظام التحكم.

التعليمات المبرمجة: يُولّد تعليمات مبرمجة للتحكم في حركة المشغلات بناءً على قواعد ومتطلبات التكديس المُعدّة مسبقًا. على سبيل المثال، يحسب نظام التحكم مسار حركة وقوة جهاز الإمساك بناءً على حجم الأنبوب وتكوين التكديس.

العمليات المنطقية والتحكم في الحركة: تُنفّذ العمليات المنطقية المعقدة والتحكم في الحركة باستخدام وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) أو حاسوب صناعي لضمان دقة واستقرار عملية التكديس. على سبيل المثال، تضبط وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة حركات المشغل آنيًا بناءً على تغذية مرتدة من المستشعر لتجنب الاصطدامات أو أعطال الإمساك.

III. المستشعرات: "عيون" و"آذان" الإدراك البيئي
المستشعرات هي "حواس" جهاز التكديس الآلي لأنابيب الصلب، حيث تكتشف التغيرات في البيئة الخارجية وتنقل هذه المعلومات إلى نظام التحكم. وتشمل بشكل أساسي:

مستشعرات الوضع: تكتشف وضع الأنبوب الصلب والقابض لضمان دقة الإمساك والوضع. على سبيل المثال، إذا انحرف الأنبوب الصلب عن الوضع المحدد مسبقًا، يرسل مستشعر الوضع إشارة إلى نظام التحكم لضبط مسار القابض.

مستشعرات الوزن (إن وجدت): تكتشف وزن الأنبوب الصلب، مما يسمح لنظام التحكم بضبط قوة الإمساك وطريقة التكديس. على سبيل المثال، إذا تجاوز وزن الأنبوب الصلب قيمة محددة مسبقًا، يرسل مستشعر الوزن إشارة إلى نظام التحكم لتقليل قوة الإمساك لتجنب تلف الأنبوب أو المعدات.

مستشعرات الرؤية: تستخدم تقنية الرؤية الآلية لتحديد شكل الأنبوب الصلب وحجمه ووضعيته، مما يوفر لنظام التحكم معلومات دقيقة عن الإمساك والوضع. على سبيل المثال، يلتقط مستشعر الرؤية صورةً لأنبوب الفولاذ، ويحدد شكله وحجمه باستخدام خوارزمية معالجة الصور، ثم ينقل هذه المعلومات إلى نظام التحكم. رابعًا: سير العمل: حلقة مغلقة كاملة من المدخلات إلى المخرجات

يمكن تقسيم سير عمل آلة تكديس الأنابيب الفولاذية الأوتوماتيكية إلى الخطوات التالية:

نقل المنتج: تُنقل الأنابيب الفولاذية إلى منطقة تشغيل آلة التكديس عبر سير ناقل أو أي جهاز نقل آخر. على سبيل المثال، بعد خروجها من خط الإنتاج، تُنقل الأنابيب الفولاذية بواسطة سير ناقل إلى منطقة تثبيت آلة التكديس.

تحديد المنتج وتحديد موقعه: بمجرد دخول أنبوب فولاذي إلى منطقة تشغيل آلة التكديس، يُحدد نظام الرؤية الآلية أو المستشعر موقعه ووضعيته وأبعاده. على سبيل المثال، يلتقط مستشعر الرؤية صورةً للأنبوب ويستخدم خوارزمية معالجة الصور لتحديد موقعه وأبعاده.

الإمساك والتكديس: بناءً على نتائج التحديد وتحديد الموقع، يمسك ذراع الروبوت الأنبوب بدقة ويكدسه في المكان المحدد. على سبيل المثال، وفقًا لتعليمات نظام التحكم، ينزل الممسك إلى موقع الأنبوب، ويمسكه، ثم يرتفع ويتحرك إلى موضع التكديس، ويضعه في المكان المحدد.

إكمال وفحص البالاتينات: بعد تكديس طبقة أو أكثر من الأنابيب الفولاذية، يقوم جهاز التكديس بفحص ذاتي أو ينتظر الفحص اليدوي لضمان جودة وثبات التكديس. على سبيل المثال، يتحقق جهاز التكديس من نظافة وثبات التكديس من خلال مستشعرات الرؤية أو مستشعرات الموقع. في حال وجود أي مشاكل، يُجري التعديلات اللازمة أو يُعيد تشغيل عملية التكديس.