Uporaba materialov iz magnezijeve zlitine pri lahkih robotih

1. Razvoj in stanje uporabe robotov

Ker razvoj robotov še naprej dozoreva, se je uporaba robotov od najzgodnejših industrijskih področij razširila na medicino in zdravje, življenjske storitve, raziskovanje vesolja in oceanov, vojsko in zabavo itd. Robotika ne bo le potisnila predelovalne industrije v novo stopnji, vendar bo tudi začel hiter razvoj tehnologije avtomatizacije, ki ni v proizvodnji.

Trenutno ZDA, Japonska, Evropa, Južna Koreja in druge industrijske sile postavljajo preboje v robotsko tehnologijo in spodbujajo razvoj robotske industrije na pomemben strateški položaj v razvoju znanosti in tehnologije v vseh državah. V "Made in China 2025" Kitajska obravnava tudi "vrhunska CNC strojna orodja in robote" kot eno od 10 ključnih razvojnih področij in predlaga "osredotočanje na industrijske robote, posebnosti, kot so avtomobili, stroji, elektronika, nevarno blago proizvodna, narodna obrambna, vojaška, kemična in lahka industrija. 

Potrebe po uporabi robotov, pa tudi servisnih robotov, kot so zdravstvo in zdravje, storitve na domu, izobraževanje in zabava, aktivno raziskujejo in razvijajo nove izdelke ter spodbujajo standardizacijo in modularni razvoj robotov." "Nacionalni srednji in dolgoročni Oris programa za razvoj znanosti in tehnologije (2006-2020)" prav tako jasno obravnava storitvene robote kot strateško visokotehnološko prioriteto za prihodnji razvoj in predlaga "osredotočanje na zahteve aplikacij servisnih robotov, metode raziskovalnega načrtovanja, proizvodne procese in inteligentno krmiljenje. Skupne osnovne tehnologije, kot je integracija z aplikacijskimi sistemi« [5]. 

Trenutno je povprečna gostota industrijskih robotov, ki se uporabljajo v svetovni predelovalni industriji, 55 enot na 10,000 zaposlenih, medtem ko je gostota industrijskih robotov na Kitajskem le 36 enot na 10,000 zaposlenih. Glede na zgornje ozadje je "strojna zamenjava" postala splošni trend. V mestu Guangzhou, predstavniku proizvodne industrije v delti Biserne reke, je vlada predlagala, da bi do leta 2020 več kot 80 % proizvodnih podjetij v mestu uporabljalo industrijske robote in inteligentno opremo.

Poleg široke uporabe v procesih, kot je žigosanje, varjenje in avtomatizirane montažne linije v predelovalni industriji, se lahko roboti uporabljajo tudi za zamenjavo tradicionalnih ročnih opravil, kot so brušenje, kompleksno varjenje in poliranje. Apple uporablja dva elektronska robota KUKA za dvakrat poliranje videza Mac Pro, da ustvari zrcalno površino. 

Po končanem zunanjem poliranju bo robot poliral tudi notranjost ohišja Mac Pro, kot je prikazano na sliki 1. Varilni roboti so igrali izjemno pomembno vlogo pri visokokakovostni in učinkoviti proizvodnji varjenja trupa in se postopoma preoblikujejo v avtomatizacijo. . Južna Koreja je sprejela mobilnega robota za varjenje ladij Rail Runner, ki temelji na dlančniku, ki lahko vstopi v zaprto strukturo ladje z dvojnim trupom, ki jo je treba variti, in namesto ročnega dela v ostrem varilnem okolju strupenega plina in visoke temperature. avtomatsko varjenje. 

PTJ je celovito visokotehnološko podjetje, ki se opira na tehnično ozadje Kitajske akademije znanosti in se osredotoča na optimizacijo zasnove inteligentnih delov robotov, proizvodnjo ter domačo in tujo prodajo. Ekipa podjetja je bila ustanovljena leta 2010 in je že dolgo predana obdelavi visoko natančnih, zahtevnih in zlahka deformiranih kovinskih in plastičnih delov ter majhni in srednje veliki proizvodnji in proizvodnji lahkih zlitin in kompozitnih materialov (npr. kot deli iz magnezijeve litijeve zlitine, magnezijeve zlitine, ogljikovih vlaken itd.). In storitve nabave delov in prilagajanja robotov.

Tudi uporaba robotov v neproizvodnih panogah postaja vse bolj raznolika. Amazon je v svojem distribucijskem centru opremil več kot 15,000 robotov na kolesih Kiva za realizacijo avtomatizacije skladišča, kot je prikazano na sliki 3. Ti roboti se premikajo hitro in tiho. Po prejemu digitalnih navodil, ki jih brezžično prenaša centralni računalnik, skenirajo nalepke s črtno kodo na tleh, da se sprehodijo skozi, zdrsnejo pod police in jih nato pošljejo nabiralcem. Podvodni robot R2D4, ki ga je razvila Japonska, ima največjo globino potapljanja 4000 m, lahko samostojno zbira podatke in se lahko uporablja za podmorske vulkane, razbitine ladij in nahajališča mineralov. 

Seriji vnaprej programiranih in nadzorovanih podvodnih robotov CR-01 in CR-02, ki sodelujeta z Rusijo s strani Shenyang Institute of Automation, Kitajska akademija znanosti, imata največjo globino potapljanja 6000 m in sta zaključili raziskavo Tihega oceana. . Kar zadeva vesoljske robote, bo Robonaut, robot, ki ga je razvila NASA v Združenih državah Amerike, nadomestil astronavte pri delu zunaj vozila, njegova odzivna hitrost pa je hitrejša kot pri ljudeh in se prilagaja nepredvidenim izrednim razmeram.

Kitajska je trenutno vstopila v starajočo se družbo, težave zdravstvene oskrbe, rehabilitacije in pomoči invalidom, ki jih povzroča starajoča se struktura prebivalstva, pa so prinesle tudi velike gospodarske pritiske in pritiske na vire na celotno družbo. Kirurški roboti, ki jih predstavljajo roboti da Vinci, predstavljajo najvišjo raven sodobnih medicinskih robotov in kažejo tudi široke možnosti uporabe medicinskih robotov. 

Eksoskeletni roboti so svoje prednosti pokazali tudi pri pomoči starejšim in invalidom pri hoji. Možnost uporabe. Kar zadeva medicinske robote, številne bolnišnice, kot je bolnišnica Southwest Hospital v moji državi, uporabljajo robote za endoskopijo s kapsulami namesto tradicionalnih gastroskopov za preiskave prebavil. Robot je le velikosti kapsule. Po peroralnem zaužitju lahko zdravnik preko zaslona 360° opazuje notranjost prebavnega trakta, preiskava pa se lahko zaključi v približno 15 minutah, kar ne samo, da je bolniku bolj udobno, ampak kapsula za enkratno uporabo tudi preprečuje navzkrižno okužbo in je bolj higienično in varno. . 

Kar zadeva robote za starejše, lahko Robot Suit HAL, eksoskeletni robot iz Cyberdyne iz Japonske, pomaga bolnikom s težavami pri hoji pri doseganju rehabilitacije, primeren pa je tudi za pomoč starejšim pri hoji. Robot lahko uporabniku pomaga pri popolnem stanju, hoji, prijemu in dvigovanju težkih predmetov itd. Delovanje in neprekinjen delovni čas lahko doseže 280 minut.

2. Robotski materiali in njihovi lahki trendi

Trenutno so različne vrste kovinskih materialov prva izbira materialov za različne strukturne dele robota, kot so litoželezo, legirano jeklo, nerjaveče jeklo, aluminijeva zlitina in titanova zlitina. Prvi vidik pri načrtovanju in uporabi profesionalnih robotov, ki jih predstavljajo tradicionalni industrijski roboti, je, da morajo imeti dovolj moči. Zato je večina njihovih konstrukcijskih delov izdelanih iz različnih vrst litega železa, legiranega jekla in drugih materialov, nekateri deli pa iz aluminijeve zlitine in kompozitnih materialov. Počakaj.

Ob upoštevanju visokih zahtev robota za odkrivanje in reševanje po zmanjšanju lastne teže, hitrem in stabilnem gibanju itd., Po zamenjavi jekla 45# z matriko iz termoplastične smole, ojačane z naravnimi vlakni, ali kompozitnim materialom iz termoreaktivne smole, se naredi glavni telesa detekcijskega robota, se masa glavnega telesa zmanjša na 45 kg, kar je 190.5 kg manj od prvotne telesne mase avtomobila, stopnja zmanjšanja teže pa je kar 80.9 %. Roboti za domače storitve imajo nekoliko nižje zahteve glede trdnosti materiala, vendar imajo več zahtev glede teže ali prenosljivosti robota. Zato osnovna struktura servisnih robotov večinoma uporablja materiale iz aluminijeve zlitine. Na primer, struktura roke servisnega robota za starejše je izdelana iz aluminijeve zlitine 7075. 

Lahka zasnova roke je dosežena z optimizacijo strukture, njene zahteve glede zmogljivosti pa so zagotovljene. Kot predstavnik hendikepiranih robotov imajo eksoskeletni roboti višje zahteve glede zmanjšanja teže in prenosljivosti. Eksoskeletni robot EKSO (slika 5) na primer uporablja aluminij in titanove zlitine kot mehansko strukturo, njegova skupna teža pa je le približno 23 kg. Iz aluminijeve zlitine je izdelan tudi avtonomni robot spodnjih okončin za zmanjšanje telesne teže PRMI Univerze za elektronsko znanost in tehnologijo moje države.

Skratka, lahki roboti so prihodnji razvojni trend, da bi zadostili potrebam lažjega, učinkovitejšega in priročnejšega upravljanja robotov. Poleg lahke konstrukcijske zasnove so pomembnejši lahki materiali. V primerjavi z lahkotno strukturo ima lahek material robotu večji potencial za zmanjšanje teže in širok spekter uporabe.

3. Prednosti uporabe lahkih magnezijevih materialov na robotih

Med kovinske materiale, ki jih lahko izbere robot, so predvsem jeklo, aluminijeva zlitina, magnezijeva zlitina, titanova zlitina itd. Ker je gostota jeklenih materialov tudi 7.8 g / cm3, čeprav majhno število gibljivih delov robota uporablja titan materialov iz zlitin (4.5 g / cm3) ali materialov iz aluminijevih zlitin (2.7 g / cm3) namesto jeklenih materialov je gostota titanovih zlitin še vedno razmeroma visoka. Visoka in draga je tudi gostota aluminijeve zlitine večja kot pri magnezijevi zlitini.

Kot najlažji kovinski konstrukcijski material ima magnezij ali magnezijeva zlitina gostoto 2/3 gostote aluminija, kar je manj kot 1/4 gostote jekla. Pri polikarbonatnih kompozitih, ki vsebujejo 30% steklenih vlaken, gostota magnezija ne presega 10%. Poleg tega zaloge železa in aluminija v moji državi predstavljajo le 18.7% in 2.3% svetovnih deležev, toda viri magnezijeve rude v moji državi so najbogatejši na svetu, uporaba magnezijevih materialov pa ima edinstvene prednosti virov. Magnezij in materiali iz magnezijevih zlitin imajo zato zaradi majhne teže in visoke specifične trdnosti pomembne prednosti pri zmanjševanju teže, izboljšanju okretnosti in vzdržljivosti robota. So eden najbolj idealnih materialov za izdelavo robotov.

Lahki robotski materiali lahko močno izboljšajo njegovo okretnost in povečajo delovno učinkovitost, pri čemer poudarijo prednosti robotov pri zmanjševanju vztrajnosti gibanja, izboljšanju delovne hitrosti in natančnosti gibanja. Tretja generacija ASIMO (slika 6) japonskega podjetja Honda je izdelana iz lahke zlitine, lupina pa iz magnezijeve zlitine. To močno zmanjša lastno težo robota, njegova hitrost hoje pa se poveča z 1.6 km / h na 2.5. km / h, največja hitrost teka je dosegla 3 km / h.

Čeprav so bili materiali iz magnezijeve zlitine prvotno uporabljeni pri robotih, je eno pomembnih ozkih grl, ki omejujejo uporabo materialov iz magnezijevih zlitin na področju delov robotov, še vedno dejstvo, da je trdnost in žilavost obstoječih razredov magnezijevih zlitin nižja kot pri jeklu in aluminiju. zlitine. V zahtevah glede zmogljivosti robotskih materialov še vedno obstaja vrzel in jekla, aluminijeve zlitine in druge materiale je nemogoče popolnoma nadomestiti. Zato je razvoj visokozmogljivih magnezijevih zlitin ter njihovih tehnologij oblikovanja in obdelave za izdelavo delov robotov zelo pomemben za zmanjšanje kakovosti gibljivih delov robota, izboljšanje natančnosti gibanja in doseganje prihranka energije.

Oktobra 2015 je Pekinška tehnološka univerza uvedla "Program za napredek v velikih znanstvenih raziskavah - inteligentni roboti" kot odgovor na trenutno stanje raziskav in razvojne možnosti na področju robotike. Poleg glavnih skupnih ključnih tehnologij, ključnih komponent, popolnih raziskav in razvoja strojev ter integriranih aplikacij inteligentnih robotov se program osredotoča na raziskave. Pomembna značilnost je, da poudarja "lahke materiale za robote", ki jih predstavljajo materiali iz magnezijeve zlitine. ključne tehnološke raziskave«. 

"Načrt velikega napredka v raziskavah" se več kot deset let opira na skupino za raziskave in razvoj ter na prednosti platforme za raziskave in razvoj Fakultete za znanost o materialih in tehnologijo Pekinške tehnološke univerze na področju lahkih materialov iz magnezijeve zlitine in uporablja visoko zmogljiv magnezij, kot je npr. kot Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr itd. Na podlagi rezultatov raziskav oblikovanja zlitin, nadzora fine strukture, mehanizma za oblikovanje plastike itd., namenjenih potrebam medicinskih robotov z visoko dodano vrednostjo in domači roboti v smislu lahkega materiala in razvoj novih visoko trdnih in visoko žilavih materialov iz magnezijeve zlitine kot cilj razvoja visoko zmogljivih delov iz magnezijeve zlitine, ki se uporabljajo v gospodinjskih servisnih robotih, kot so medicinski/gospodinjski itd., se osredotočajo na lahke takih robotskih rok in drugih gibljivih delov ter postopoma uresničiti splošno zmanjšanje teže robotov za domače storitve.

V kontekstu predelovalne industrije moje države, ki se sooča z industrijsko nadgradnjo in staranjem družbene preobrazbe, bo v naslednjih desetih ali celo desetletjih povpraševanje po tradicionalnih industrijskih robotih in novih domačih servisnih robotih še naprej naraščalo, potencial uporabe robotskega trga pa je zelo pomemben. Prednost uporabe lahkih zlitin, ki jih predstavljajo magnezijeve zlitine pri robotih, je bistveno izboljšanje okretnosti robotov, zmanjšanje porabe energije in podaljšanje časa pripravljenosti. Je ena pomembnih smeri raziskav in razvoja robotov.

Povezava do tega članka: Uporaba materialov iz magnezijeve zlitine pri lahkih robotih

Izjava o ponatisu: Če ni posebnih navodil, so vsi članki na tem spletnem mestu izvirni. Prosimo, navedite vir za ponatis: https: //www.cncmachiningptj.com/，hvala！

PTJ® ponuja celoten spekter natančnosti po meri cnc strojna obdelava na Kitajskem storitve.ISO 9001: 2015 & AS-9100 certificirano. 3, 4 in 5-osna hitra natančnost CNC obdelava storitve, vključno z rezkanjem, obračanjem po specifikacijah kupca, zmožnost obdelave kovinskih in plastičnih delov s toleranco +/- 0.005 mm. Sekundarne storitve vključujejo CNC in običajno brušenje, vrtanje,litje,pločevine in žigosanje. Zagotavljanje prototipov, celotna proizvodna obdobja, tehnična podpora in popoln pregled avtomobilska, aerospace, plesni in napeljave, led razsvetljava,medicinski, kolo in potrošnik elektronika industrije. Pravočasna dostava. Povejte nam nekaj o proračunu vašega projekta in pričakovanem roku dostave. Z vami bomo oblikovali strategijo za stroškovno najučinkovitejše storitve, ki vam bodo pomagale doseči svoj cilj. Dobrodošli v pišite nam ( prodaja@pintejin.com ) neposredno za vaš novi projekt.