هو جهاز يُستخدم لنقل التيار الكهربائي المستمر (DC) أو إشارات دخل وخرج ذات الجهد 24 فولت (أي إشارات البيانات) لاسلكياً بين مكونيه وهما القاعدة (Base) والعنصر الحر (the remote) ومن الضروري أن يتوافق العنصران لتعمل المُقرِنات الحثية، لذلك يجب أن تتأكد من أن المكونات مصمّمة للعمل معاً قبل التشغيل.

– ما هي المُقرِنات الحثية – مصدر الصورة: REALPARS
المجال المغناطيسي المُقرِنات الحثية

تُعرّف القاعدة بأنها المكون الذي يوصَل بمصدر التيار المستمر (24 فولت)، ولتعمل القاعدة مع العنصر الحر يتوجب توصيل أطراف الدخل والخرج خاصتها بمتحكم. عندما يتدفق التيار عبر القاعدة، يتشكل مجال مغناطيسي حولها يتفاعل مع العنصر الحر عندما يتجاوران. ويُعرّف المجال المغناطيسي بأنه طريقة انتقال الطاقة وإشارات الدخل والخرج عبر الفراغ

– الأسلاك المُقرِنات الحثية – مصدر الصورة: REALPARS
ما هي المُقرِنات الحثية

تحتوي المُقرِنات الحثية على دارات تعمل على تغيير المجال المغناطيسي تبعا لطرف الدخل والخرج. على سبيل المثال، يمكن للحقل المغناطيسي الناتج من السلك الأخضر في القاعدة إرسال واستقبال الإشارات من وإلى السلك الأخضر فقط في العنصر الحر، ويمكن أن تحتوي المُقرِنات الحثية على ما يصل إلى ثماني أطراف.

– الأسلاك المُقرِنات الحثية – مصدر الصورة: REALPARS
أسلاك المُقرِنات الحثية

يتصل العنصر الحر بأجهزة الدخل والخرج (كالحساسات أو المشغلات) موفراً تغذية ذات جهد (24 فولت) ولإرسال واستقبال البيانات. ومن الممكن استخدام لوح توزيع لتسهيل وصل أجهزة الدخل والخرج بالعنصر الحر عبر توصيل أسلاك الحساسات بلوح التوزيع الذي بدوره يتصل بالعنصر الحر بدلاً من توصيلها بأسلاك العنصر الحر مباشرة.

لوح التوزيع  – مصدر الصورة: REALPARS
لوح التوزيع 

أنواع المُقرِنات الحثية وطرق تثبيتها

تأتي المُقرِنات الحثية بأشكال وأحجام مختلفة، حيث يوجد أنواع مربعة أو مستطيلة الشكل يمكن تركيبها ببساطة بتثبيتها في مكانها المناسب.

 تثبيت المُقرِنات الحثية مربع أو مستطيل الشكل – مصدر الصورة: REALPARS
تثبيت المُقرِنات الحثية مربع أو مستطيل الشكل

أمّا الأنواع الأخرى، فتكون بشكل أسطواني ملولب ويمكن تثبيتها عن طريق حفر ثقب بشكل لولبي مطابق للشكل اللولبي للموصّل التحريضي ثم استخدام صامولة لتثبيتها في مكانها، ويوجد أيضاً دعامات يمكنك استخدامها لتسهيل عملية التثبيت

 تثبيت المُقرِنات الحثية الأسطواني الملولب – مصدر الصورة: REALPARS
تثبيت المُقرِنات الحثية الأسطواني الملولب

يجب وضع القاعدة والعنصر الحر على نفس المسار من أجل تحسين عملية نقل الطاقة بينهما، وبعد ذلك يجب تعيين المسافة الفاصلة بينهما (air gap) وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة.

توضيح تموضع عناصرالمُقرِنات الحثية – مصدر الصورة:
توضيح تموضع عناصرالمُقرِنات الحثية
الفجوة في المُقرِنات الحثية – مصدر الصورة: REALPARS
الفجوة في المُقرِنات الحثية

ستعمل المُقرِنات الحثية بطريقة خاطئة إذا كانت المسافة بين عنصريه غير مطابقة لشروط تشغيله أو في حال انحراف أحدهما بعيداً عن الآخر.

– التموضع الصحيح والخاطئ – مصدر الصورة: REALPARS
التموضع الصحيح والخاطئ

تطبيقات المُقرِنات الحثية

تستخدم المُقرِنات الحثية بطرق مختلفة في تطبيقات الأتمتة مثل استخدامها في محطات العمل الدوارة، قوالب العمل (هيكل أو قالب يُستخدم في عمليات التصنيع أو الآلات لتثبيت قطعة العمل بشكل آمن أثناء عمليات التصنيع أو التجميع أو القطع.)، والأدوات التي تركب في نهاية ذراع الروبوت.

 تطبيقات المُقرِنات الحثية – مصدر الصورة: REALPARS
تطبيقات المُقرِنات الحثية
  • محطة العمل الدوارة (Rotating workstation)

لنفترض أنه لدينا محطة عمل بنيت بجزأين، الجزء A والجزء B، وللتبديل من A إلى B، نحتاج فقط إلى تدوير منصة محطة العمل بمقدار 180 درجة. تزود المُقرِنات الحثية الجزء A بالطاقة  عند تدوير المنصة إليه وتنتقل إشارات الدخل والخرج إلى هذا الجزء فقط، وهذا مطابق لما يحدث عند تدوير المنصة إلى الجزء B.

محطة العمل الدوّارة – مصدر الصورة: REALPARS
محطة العمل الدوّارة

تستخدم المُقرِنات الحثية أحياناً للمساعدة في تخفيض عدد المداخل والمخارج المطلوبة، ففي مثال محطة العمل، يستخدم الجانب A والجانب B حساس للتحقق من التموضع الصحيح للقطع (part-in-place) وحساس للتحقق من تثبيتها (part clamped sensor) وصمام تحكم (control valve) لأسطوانة التثبيت part clamp cylinder)). يمكن توصيل قاعدة المُقرِن الحثي لاستخدام نفس المداخل والمخارج لكلا الجانبين بدلاً من أن يستخدم كل جانب المدخل والمخرج الخاص به، ولذلك يجب توصيل العنصر الحر بنفس الطريقة واستخدام نفس الأسلاك.

 إشارات الدخل والخرج للمُقرِنات الحثية – مصدر الصورة: REALPARS
إشارات الدخل والخرج للمُقرِنات الحثية
  • قوالب العمل (Workpiece frame)

هو هيكل يستخدم لتثبيت المنتج أثناء تركيبه خلال عملية الإنتاج، ولنفترض أننا نركب عدة قطع باستخدام قوالب العمل على خط التجميع، ففي محطة العمل الأولى تُركَّب القطعة الرئيسية على قالب العمل وتُثبَّت دعامة لهذه القطعة .

آلية عمل القوالب – مصدر الصورة: REALPARS
آلية عمل القوالب – مصدر الصورة هنا

يحرر القالب من محطة العمل ويكون جاهزاً للانتقال إلى محطة التجميع التالية بعد الانتهاء من توصيل الأجزاء معاً.

أداء محطة العمل– مصدر الصورة: REALPARS
أداء محطة العمل

يمكن استخدام المُقرِنات الحثية بدلاً من الكابلات إذا كان قالب العمل يحوي على حساسات مثبتة عليه، وبالتالي لا يلزم وصل وفصل الكابل يدوياً في كل مرة ينتقل فيها إلى محطة عمل جديدة

وصل وفصل الكابل يدوياً –
  • الأدوات المركبة في نهاية ذراع الروبوت (Robot’s end of arm tooling)

يمكن استخدام المُقرِنات الحثية لتشغيل حساسات الأدوات في نهاية ذراع الروبوت، وهي الجزء الذي يُثبت بنهاية الذراع.

الأدوات المركبة في نهاية ذراع الروبوت – مصدر الصورة: REALPARS
الأدوات المركبة في نهاية ذراع الروبوت – مصدر الصورة هنا

يوجد عدة أسباب لاستخدام المُقرِنات الحثية  مع الأدوات المركبة في نهاية ذراع الروبوت وهي إما لتحسين حركة الروبوت أو للتعامل مع مُبدِل الأدوات (Tool Changer). فإذا تحرك الروبوت بطريقة تسبب سحب كابلات الحساس أو ضغطها أو تعطلها يمكن المُقرِنات الحثية حل هذه المشكلات.

 مثال عن حركة الذراع الروبوتية – مصدر الصورة: REALPARS
مثال عن حركة الذراع الروبوتية

يستخدم مُبدِل الأدوات للروبوت في حال تنفيذ روبوت واحد لعدة وظائف أو لنفس المهمة على عدة قطع مختلفة، إذ لا يمكن لأداة واحدة أداء جميع الوظائف أو العمل على كل أنواع القطع.

مُبدِل الأدوات الروبوت – مصدر الصورة: REALPARS
مثال عن حركة الذراع الروبوتية

يمكن استخدام مقرن حثي واحد في الأنظمة البسيطة، أما إذا احتاجنا إلى تبديل أكثر من  ثماني أدوات فيمكن استخدام عدة مقرنات حثية.

مُقرِنات الحثية متعددة

ملخص

تعلمنا في هذه المقالة عن المُقرِنات الحثية ومكوناتها، القاعدة والعنصر الحر، وأنهما يتبادلان الطاقة وإشارات دخل وخرج بجهد 24 فولت عبر الفراغ الفاصل بينهما، ومن الضروري أن تتوافق القاعدة مع مع العنصر الحر ليعمل الجهاز، وتعرفنا أيضاً على بعض تطبيقات المُقرِنات الحثية في الأتمتة


ترجمة:رؤى عثمان
مراجعة:أماني صالح
تدقيق لغوي:حنين غاليه
تحرير:محمد حنان