Magnesiumseosmateriaalien käyttö kevyissä roboteissa

1. Robottien kehitys ja sovellusten tila

Robottien kehityksen kypsymisen myötä robottien käyttö on laajentunut varhaisimmista teollisuuden aloista lääketieteeseen ja terveyteen, elämänpalveluihin, avaruus- ja valtamerenetsintään, armeijaan ja viihteeseen jne. Robotiikka ei ainoastaan ​​työnnä valmistavaa teollisuutta uuteen vaiheessa, mutta se johtaa myös muun kuin valmistavan automaatiotekniikan nopeaan kehitykseen.

Tällä hetkellä Yhdysvallat, Japani, Eurooppa, Etelä-Korea ja muut teollisuusmaat tekevät läpimurtoja robotiikkateknologiassa ja edistävät robotiikkateollisuuden kehitystä tärkeässä strategisessa asemassa tieteen ja teknologian kehittämisessä kaikissa maissa. "Made in China 2025" -julkaisussa Kiina pitää myös "huippuluokan CNC-työstötyökaluja ja -robotteja" yhtenä 10 avainkehitysalueesta ja ehdottaa "keskittymistä teollisuusroboteihin, erikoisuuksiin, kuten autoihin, koneisiin, elektroniikkaan ja vaarallisiin aineisiin". valmistus, maanpuolustus, sotilas-, kemian- ja kevytteollisuus. 

Robottien sekä palvelurobottien, kuten lääketieteen ja terveydenhuollon, kotipalveluiden, koulutuksen ja viihteen sovellustarpeet tutkivat ja kehittävät aktiivisesti uusia tuotteita sekä edistävät robottien standardointia ja modulaarista kehitystä. Tieteen ja teknologian kehittämisohjelman suunnitelma (2006-2020)" pitää myös palvelurobotteja selkeästi strategisena korkean teknologian prioriteettina tulevaa kehitystä varten ja ehdottaa "keskittämistä palvelurobotin sovellusvaatimuksiin, tutkimuksen suunnittelumenetelmiin, valmistusprosesseihin ja älykkääseen ohjaukseen. Yhteiset perustekniikat, kuten integrointi sovellusjärjestelmiin" [5]. 

Tällä hetkellä maailman valmistavassa teollisuudessa käytettyjen teollisuusrobottien keskimääräinen tiheys on 55 yksikköä 10,000 36 työntekijää kohti, kun taas Kiinassa teollisuusrobottien tiheys on vain 10,000 yksikköä 2020 80 työntekijää kohti. Yllä olevan taustan valossa "koneen korvaamisesta" on tullut yleinen suuntaus. Guangzhoussa, Pearl River Deltan valmistavan teollisuuden edustajana, hallitus on ehdottanut, että vuoteen XNUMX mennessä yli XNUMX % kaupungin valmistusyrityksistä käyttäisi teollisuusrobotteja ja älykkäitä laitteita.

Sen lisäksi, että sitä käytetään laajasti prosesseissa, kuten leimaamalla, hitsauksessa ja valmistusteollisuuden automatisoiduissa kokoonpanolinjoissa, robotteja voidaan käyttää myös korvaamaan perinteisiä manuaalisia tehtäviä, kuten hiontaa, monimutkaista hitsausta ja kiillotusta. Apple käyttää kahta KUKA elektronista robottia kiillottaakseen Mac Pron ulkonäön kahdesti peilimäisen pinnan tuottamiseksi. 

Kun ulkoinen kiillotus on valmis, robotti kiillottaa myös Mac Pron kuoren sisäpuolen kuvan 1 mukaisesti. Hitsausrobotit ovat olleet erittäin tärkeässä roolissa korkealaatuisessa ja tehokkaassa rungon hitsaustuotannossa, ja ne ovat vähitellen muuttumassa automaatioon . Etelä-Korea on ottanut käyttöön PDA-pohjaisen mobiililaivojen hitsausrobotin Rail Runnerin, joka voi päästä hitsattavan kaksoisrunkoisen aluksen suljettuun rakenteeseen ja työskennellä ankarissa myrkyllisten kaasujen ja korkean lämpötilan hitsausympäristössä manuaalisen hitsausrobotin sijaan. automaattinen hitsaus. 

PTJ on kokonaisvaltainen korkean teknologian yritys, joka nojaa Kiinan tiedeakatemian tekniseen taustaan ​​ja keskittyy älykkäiden robottien osien suunnittelun optimointiin, valmistukseen sekä koti- ja ulkomaanmyyntiin. Yrityksen tiimi perustettiin vuonna 2010 ja on pitkään sitoutunut erittäin tarkkojen, vaikeiden ja helposti muotoutuvien metalli- ja muoviosien käsittelyyn sekä pienten ja keskisuurten kevyiden seos- ja komposiittimateriaalien (esim. kuten magnesium-litium-, magnesium-alumiini-, hiilikuitu- jne.) osat. Ja robottien osien hankinta- ja räätälöintipalvelut.

Myös robottien käyttö ei-valmistusteollisuudessa on yhä monipuolisempaa. Amazon on varustanut jakelukeskuksessaan yli 15,000 3 Kiva-pyörärobottia varastoautomaation toteuttamiseksi, kuten kuvassa 2. Nämä robotit liikkuvat nopeasti ja hiljaa. Saatuaan keskustietokoneen langattomasti välittämät digitaaliset ohjeet, he skannaavat maassa olevat viivakooditarrat kävelläkseen läpi, liukuvat hyllyjen alle ja lähettävät ne sitten keräilijöille. Japanin kehittämän R4D4000-vedenalaisen robotin maksimisukellussyvyys on XNUMX metriä, se pystyy keräämään tietoja itsenäisesti ja sitä voidaan käyttää sukellusveneen tulivuorille, laivanhylkyille ja mineraaliesiintymille. 

CR-01- ja CR-02-sarjan esiohjelmoituja ja ohjattuja vedenalaisia ​​robotteja, jotka tekevät yhteistyötä Venäjän kanssa Shenyang Institute of Automation, Kiinan tiedeakatemian kanssa, suurin sukellussyvyys on 6000 metriä, ja ne ovat saaneet päätökseen Tyynenmeren tutkimuksen. . Avaruusrobottien osalta Robonaut, NASAn kehittämä robotti Yhdysvalloissa, tulee korvaamaan astronautit ajoneuvon ulkopuolisissa töissä, ja sen vastenopeus on nopeampi kuin ihmisillä, mukautuen odottamattomiin hätätilanteisiin.

Tällä hetkellä Kiina on astunut ikääntyvään yhteiskuntaan, ja ikääntyvän väestörakenteen aiheuttamat sairaanhoidon, kuntoutuksen ja vammaisten avun ongelmat ovat myös tuoneet valtavia taloudellisia ja resurssipaineita koko yhteiskuntaan. Da Vinci -robottien edustamat kirurgiset robotit edustavat nykyisten lääketieteellisten robottien korkeinta tasoa ja osoittavat myös lääketieteellisten robottien laajat sovellusmahdollisuudet. 

Exoskeleton-robotit ovat myös osoittaneet etunsa auttaessaan vanhuksia ja vammaisia ​​kävelemään. Sovelluspotentiaali. Mitä tulee lääketieteellisiin robotteihin, monet sairaalat, kuten kotimaani Southwest Hospital, käyttävät kapseliendoskopiarobotteja perinteisten gastroskooppien sijaan ruoansulatuskanavan tutkimuksissa. Robotti on vain kapselin kokoinen. Kun potilas on otettu suun kautta, lääkäri voi tarkkailla ruoansulatuskanavan sisäpuolta 360° näyttöruudun kautta ja tutkimus voidaan suorittaa noin 15 minuutissa, mikä ei ainoastaan ​​lisää potilasta mukavampaa, vaan kertakäyttökapseli myös estää ristiininfektio ja on hygieenisempi ja turvallisempi. . 

Vanhusten robottien osalta japanilaisen Cyberdynen eksoskeleton robotti Robot Suit HAL voi auttaa kävelyvaikeuksista kärsiviä potilaita kuntoutumaan ja soveltuu myös vanhusten avuksi kävelyssä. Robotti voi auttaa käyttäjää seisomaan, kävelemään, tarttumaan ja nostamaan raskaita esineitä jne. Toiminta ja jatkuva työaika voi olla 280 minuuttia.

2. Robotimateriaalit ja niiden kevyet trendit

Tällä hetkellä erilaiset metallimateriaalit ovat ensimmäinen materiaalivalinta robottien eri rakenneosille, kuten valurauta, seosteräs, ruostumaton teräs, alumiiniseos ja titaaniseos. Perinteisten teollisuusrobottien edustamien ammattirobotien suunnittelussa ja käytössä ensimmäinen huomio on, että niillä on oltava riittävä lujuus. Siksi suurin osa niiden rakenneosista on valmistettu erityyppisistä valuraudasta, seosteräksestä ja muista materiaaleista, ja jotkut osat on valmistettu alumiiniseoksesta ja komposiittimateriaaleista. Odota.

Ottaen huomioon havainnointi- ja pelastusrobotin korkeat vaatimukset oman painonsa vähentämiseksi, nopeaksi ja vakaaksi liikkeeksi jne. sen jälkeen, kun 45 # teräs on korvattu pellavakuituvahvisteisella termoplastisella hartsimatriisilla tai lämpökovettuvalla hartsikomposiittimateriaalilla pääasiallisen Havaintorobotin rungon päärungon massa pienenee 45 kiloon, mikä on 190.5 kg pienempi kuin auton alkuperäinen korin massa, ja painonpudotusaste on jopa 80.9 %. Kotipalvelurobottien materiaalilujuuden vaatimukset ovat hieman pienemmät, mutta robotin painolle tai siirrettävyydelle on enemmän vaatimuksia. Siksi palvelurobottien perusrakenne käyttää enimmäkseen alumiiniseosmateriaaleja. Esimerkiksi vanhusten palvelurobotin käsivarsirakenne on valmistettu 7075 alumiiniseoksesta. 

Varren kevyt rakenne on toteutettu optimoimalla rakenne ja sen suorituskykyvaatimukset on taattu. Vammaisrobottien edustajana eksoskeletonrobotilla on korkeammat vaatimukset painonpudotukselle ja siirrettävuudelle. Esimerkiksi EKSO (Kuva 5) eksoskeleton robotti käyttää mekaanisena rakenteensa alumiinia ja titaaniseosta, ja sen kokonaispaino on vain noin 23 kg. Myös kotimaani elektroniikan ja teknologian yliopiston PRMI autonominen painoa alentava eksoskeleton alaraajojen robotti on valmistettu alumiiniseoksesta.

Lyhyesti sanottuna kevyet robotit ovat tulevaisuuden kehityssuunta, jotta ne voivat vastata kevyempien, tehokkaampien ja kätevämpien robottien käytön tarpeisiin. Kevyen rakennesuunnittelun lisäksi kevyet materiaalit ovat tärkeämpiä. Kevyeseen rakenteeseen verrattuna kevyt materiaali tekee robotista suuremman painonpudotuspotentiaalin ja laajemman valikoiman sovelluksia.

3. kevyiden magnesiummateriaalien käyttöedut roboteissa

Metallimateriaalit, jotka robotti voi valita, sisältävät pääasiassa terästä, alumiiniseosta, magnesiumseosta, titaaniseosta jne. seosmateriaalit (7.8 g/cm3) tai alumiiniseosmateriaalit (4.5 g/cm3) teräsmateriaalien sijasta, titaaniseosten tiheys on edelleen suhteellisen korkea. Korkea ja kallis, alumiiniseoksen tiheys on myös korkeampi kuin magnesiumseoksen.

Kevyimpänä metallimateriaalina magnesiumin tai magnesiumseoksen tiheys on 2/3 alumiinista, mikä on alle 1/4 teräksen tiheydestä. Polykarbonaattikomposiiteille, jotka sisältävät 30% lasikuitua, magnesiumin tiheys ei ylitä sen 10%. Lisäksi kotimaani rauta- ja alumiinivarat muodostavat vain 18.7% ja 2.3% maailman osuuksista, mutta maani magnesiumimalmivarat ovat maailman rikkaimpia, ja magnesiummateriaalien käytöllä on ainutlaatuisia resursseja. Siksi magnesiumilla ja magnesiumseoksilla on merkittäviä etuja painon vähentämisessä, robotin ohjattavuuden ja kestävyyden parantamisessa, koska ne ovat kevyitä ja lujia. Ne ovat yksi parhaista materiaaleista robottien valmistukseen.

Robottimateriaalien keveys voi parantaa huomattavasti sen ohjattavuutta ja tehostaa työskentelyä korostaen robottien etuja liikehitauden vähentämisessä, nopeuden ja liiketarkkuuden parantamisessa. Japanin Honda Companyn kolmannen sukupolven ASIMO (kuva 6) on valmistettu kevyestä seoksesta ja sen kuori on valmistettu magnesiumseoksesta. Tämä vähentää huomattavasti robotin omapainoa, ja sen kävelynopeus kasvaa 1.6 km/h: sta 2.5: een. km/h, suurin juoksunopeus saavutti 3 km/h.

Vaikka magnesiumseosmateriaaleja on alun perin käytetty roboteissa, yksi tärkeistä pullonkauloista, jotka rajoittavat magnesiumseosmateriaalien käyttöä robottiosien alalla, on edelleen se, että nykyisten magnesiumseosten laatu ja lujuus ovat alemmat kuin teräksen ja alumiinin seokset. Robottimateriaalien suorituskykyvaatimuksissa on edelleen aukko, eikä terästä, alumiiniseosta ja muita materiaaleja voida korvata kokonaan. Siksi korkean suorituskyvyn magnesiumseosten ja niiden muodostus- ja prosessointitekniikoiden kehittäminen robottien osien valmistamiseksi on erittäin tärkeää robottien liikkuvien osien laadun heikentämisen, liikkeen tarkkuuden parantamisen ja energiansäästön saavuttamisen kannalta.

Lokakuussa 2015 Pekingin teknillinen yliopisto käynnisti "Big Scientific Research Advancement Program-Intelligent Robots" -ohjelman vastauksena robotiikan nykyiseen tutkimustilanteeseen ja kehitysnäkymiin. Tärkeimpien yhteisten avainteknologioiden, avainkomponenttien, täydellisen konetutkimuksen ja älykkäiden robottien integroitujen sovellusten lisäksi ohjelma keskittyy tutkimukseen. Merkittävä piirre on, että se korostaa "kevyitä materiaaleja roboteille", joita magnesiumseosmateriaalit edustavat. avainteknologian tutkimus". 

"Suuri tutkimuksen edistämissuunnitelma" perustuu Pekingin teknillisen yliopiston materiaalitieteen ja teknologian korkeakoulun T&K-ryhmän ja T&K-alustan etuihin kevyiden magnesiumseosmateriaalien alalla yli kymmenen vuoden ajan ja käyttää korkean suorituskyvyn magnesiumia, kuten esim. kuten Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr jne. Seosmateriaalisuunnittelun, hienorakenteen hallinnan, muovin muovausmekanismin jne. tutkimustuloksiin perustuen korkean lisäarvon lääketieteellisten robottien tarpeisiin ja kotirobotit materiaalien keveyden ja uusien lujien ja sitkeiden magnesiumseosmateriaalien kehittämisessä tavoitteena kehittää korkean suorituskyvyn magnesiumseososia, joita käytetään kotitalousroboteissa, kuten lääketieteessä/kodinhoidossa jne., keskittyen kevyisiin painoihin. tällaisten robottikäsien ja muiden liikkuvien osien ja toteuttaa vähitellen kotipalvelurobottien kokonaispainon vähennyksen.

Kun kotimaani valmistava teollisuus kohtaa teollisen kehityksen ja yhteiskunnan ikääntymisen, seuraavan kymmenen tai jopa vuosikymmenen aikana perinteisten teollisuusrobottien ja uusien kotimaisten palvelurobotien kysyntä kasvaa edelleen, ja robottimarkkinoiden sovelluspotentiaali on erittäin merkittävä. Magnesiumseosten edustamien kevytmetallimateriaalien soveltamisella robotteihin on se etu, että ne parantavat merkittävästi robottien ohjattavuutta, vähentävät energiankulutusta ja pidentävät valmiusaikaa. Se on yksi robottitutkimuksen ja -kehityksen tärkeistä suunnista.

Linkki tähän artikkeliin ： Magnesiumseosmateriaalien käyttö kevyissä roboteissa

Tulosta lausunto uudelleen: Jos erityisiä ohjeita ei ole, kaikki tämän sivuston artikkelit ovat alkuperäisiä. Ilmoita tulostuslähde: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® tarjoaa täyden valikoiman mukautettuja tarkkuuksia CNC-koneistus Kiina ISO 9001: 2015 & AS-9100 -sertifioitu. 3, 4 ja 5-akselinen nopea tarkkuus CNC-koneistus palvelut, mukaan lukien jyrsintä, kääntäminen asiakkaan toiveiden mukaan, kykenevät metalli- ja muovikoneistettuihin osiin +/- 0.005 mm: n toleranssilla. Toissijaiset palvelut sisältävät CNC: n ja tavanomaisen hionnan,die casting,pelti prototyyppien tarjoaminen, täydelliset tuotantoajat, tekninen tuki ja täydellinen tarkastus Automotive, ilmailu, muotit ja valaisimet, led-valaistus,lääketieteellinen, polkupyörä ja kuluttaja elektroniikka teollisuudelle. Ajoissa - kerro meille vähän projektisi budjetista ja odotetusta toimitusajasta. Strategisimme kanssasi tarjotaksemme kustannustehokkaimmat palvelut tavoitteen saavuttamiseksi. Tervetuloa ottamaan yhteyttä meihin ( sales@pintejin.com ) suoraan uudelle projektillesi.