Primjena materijala od legure magnezijuma u laganim robotima

1. Razvoj i status primjene robota

Kako razvoj robota nastavlja da sazrijeva, primjena robota se proširila od najranijih industrijskih područja do medicine i zdravstva, životnih usluga, istraživanja svemira i oceana, vojske i zabave, itd. Robotika neće samo gurnuti proizvodnu industriju u novu fazi, ali će također pokrenuti brzi razvoj tehnologije automatizacije bez proizvodnje.

Trenutno Sjedinjene Države, Japan, Europa, Južna Koreja i druge industrijske sile postavljaju napredak u tehnologiji robotike i promoviraju razvoj robotske industrije na važnu stratešku poziciju u razvoju nauke i tehnologije u svim zemljama. U "Made in China 2025", Kina također smatra "high-end CNC alatne strojeve i robote" kao jedno od 10 ključnih razvojnih područja i predlaže "fokusiranje na industrijske robote, specijalitete, kao što su automobili, mašine, elektronika, opasna roba proizvodnja, nacionalna odbrana, vojna, hemijska i laka industrija. 

Potrebe za primjenom robota, kao i uslužnih robota kao što su medicinske i zdravstvene, kućne usluge, obrazovanje i zabava, aktivno istražuju i razvijaju nove proizvode, te promoviraju standardizaciju i modularni razvoj robota." "Nacionalni srednji i dugoročni Nacrt programa za razvoj nauke i tehnologije (2006-2020)" također jasno smatra uslužne robote strateškim visokotehnološkim prioritetom za budući razvoj i predlaže "fokusiranje na zahtjeve aplikacija servisnih robota, metode istraživačkog dizajna, proizvodne procese i inteligentnu kontrolu. Uobičajene osnovne tehnologije kao što je integracija sa aplikativnim sistemima“ [5]. 

Trenutno je prosječna gustina industrijskih robota koji se koriste u svjetskoj proizvodnoj industriji 55 jedinica na 10,000 zaposlenih, dok je gustina industrijskih robota u Kini samo 36 jedinica na 10,000 zaposlenih. S obzirom na gore navedeno, "mašinska zamjena" je postala opći trend. U Guangzhouu, predstavniku proizvodne industrije u delti Biserne rijeke, vlada je predložila da do 2020. godine više od 80% proizvodnih preduzeća u gradu koristi industrijske robote i inteligentnu opremu.

Osim što se široko koristi u procesima kao što su žigosanje, zavarivanje i automatizirane montažne linije u proizvodnoj industriji, roboti se također mogu koristiti za zamjenu tradicionalnih ručnih zadataka kao što su brušenje, složeno zavarivanje i poliranje. Apple koristi dva elektronska robota KUKA kako bi dvaput polirao izgled Mac Pro-a kako bi napravio površinu nalik zrcalu. 

Nakon što je vanjsko poliranje završeno, robot će ispolirati i unutrašnjost Mac Pro školjke, kao što je prikazano na slici 1. Roboti za zavarivanje odigrali su izuzetno važnu ulogu u visokokvalitetnoj i efikasnoj proizvodnji zavarivanja trupa i postepeno se pretvaraju u automatizaciju . Južna Koreja je usvojila mobilni robot za zavarivanje brodova Rail Runner baziran na PDA, koji može ući u zatvorenu strukturu broda s dvostrukim trupom koji treba zavariti, i raditi u teškom okruženju zavarivanja toksičnog plina i visoke temperature, umjesto ručno. automatsko zavarivanje. 

PTJ je sveobuhvatno visokotehnološko preduzeće koje se oslanja na tehničku pozadinu Kineske akademije nauka i fokusira se na optimizaciju dizajna inteligentnih delova robota, proizvodnju i domaću i inostranu prodaju. Tim kompanije je osnovan 2010. godine i dugo je bio posvećen preradi visoko preciznih, teških i lako deformabilnih metalnih i plastičnih delova, kao i maloj i srednjoj proizvodnji i proizvodnji lakih legura i kompozitnih materijala (npr. kao legura magnezijum-litijum, legura magnezijum-aluminijum, ugljenična vlakna, itd.). I usluge nabavke i prilagođavanja robotskih dijelova.

Primjena robota u neproizvodnim industrijama također postaje sve raznovrsnija. Amazon je opremio više od 15,000 Kiva robota na kotačima u svom distributivnom centru za realizaciju automatizacije skladišta, kao što je prikazano na slici 3. Ovi roboti se kreću brzo i tiho. Nakon primanja digitalnih instrukcija koje bežično prenosi centralni računar, oni skeniraju naljepnice s bar kodom na tlu kako bi prošli kroz njih, gurnu ispod polica, a zatim ih šalju beračima. Podvodni robot R2D4 koji je razvio Japan ima maksimalnu dubinu ronjenja od 4000 m, može samostalno prikupljati podatke i može se koristiti za podmorske vulkane, olupine brodova i mineralna nalazišta. 

Serija CR-01 i CR-02 unapred programiranih i kontrolisanih podvodnih robota, u saradnji sa Rusijom od strane Shenyang instituta za automatizaciju, Kineske akademije nauka, imaju maksimalnu dubinu ronjenja od 6000 m i završili su istraživanje Tihog okeana. . Što se tiče svemirskih robota, Robonaut, robot kojeg je razvila NASA u Sjedinjenim Državama, zamijenit će astronaute u radu van vozila, a njegova brzina odgovora je brža nego kod ljudi, prilagođavajući se nepredviđenim hitnim situacijama.

Trenutno je Kina ušla u društvo koje stari, a problemi medicinske njege, rehabilitacije i pomoći osobama s invaliditetom uzrokovani starenjem stanovništva također su donijeli ogromne ekonomske i resursne pritiske cijelom društvu. Hirurški roboti koje predstavljaju da Vinci roboti predstavljaju najviši nivo savremenih medicinskih robota, a takođe pokazuju široku perspektivu primene medicinskih robota. 

Egzoskeletni roboti su također pokazali svoje prednosti u pomaganju starijima i invalidima da hodaju. Potencijal primjene. Što se tiče medicinskih robota, mnoge bolnice kao što je Southwest Hospital u mojoj zemlji koriste robote za endoskopiju u kapsulama umjesto tradicionalnih gastroskopa za gastrointestinalne preglede. Robot je veličine samo kapsule. Nakon što se pacijent uzme oralno, lekar može da posmatra unutrašnjost digestivnog trakta 360° kroz ekran ekrana, a pregled se može završiti za oko 15 minuta, što ne samo da čini pacijentu udobnijim, već i kapsula za jednokratnu upotrebu sprečava unakrsna infekcija te je higijenskiji i sigurniji. . 

Što se tiče robota za starije osobe, Robot Suit HAL, robot egzoskeleta iz Cyberdyne of Japan, može pomoći pacijentima s teškoćama u hodu da postignu rehabilitaciju, a pogodan je i za pomoć starijim osobama u hodanju. Robot može pomoći korisniku da potpuno stoji, hoda, hvata i diže teške predmete, itd. Akcija i neprekidno radno vrijeme može doseći 280 min.

2. Materijali za robote i trendovi njihove lagane težine

Trenutno su različite vrste metalnih materijala prvi izbor materijala za različite strukturne dijelove robota, kao što su lijevano željezo, legirani čelik, nehrđajući čelik, legura aluminija i legura titana. Prvo razmatranje u dizajnu i upotrebi profesionalnih robota koje predstavljaju tradicionalni industrijski roboti je da oni moraju imati dovoljnu snagu. Stoga je većina njihovih konstrukcijskih dijelova izrađena od raznih vrsta lijevanog željeza, legiranog čelika i drugih materijala, a neki dijelovi su izrađeni od legure aluminija i kompozitnih materijala. Čekaj.

Uzimajući u obzir visoke zahtjeve robota za otkrivanje i spašavanje za smanjenje vlastite težine, brzo i stabilno kretanje, itd., nakon zamjene čelika 45# s lanenim vlaknima ojačane termoplastičnom smolnom matricom ili kompozitnim materijalom od termoreaktivne smole za izradu glavnog tijela robota za detekciju, masa glavnog tijela je smanjena na 45 kg, što je 190.5 kg manje od mase originalnog automobila, a stopa smanjenja težine je čak 80.9%. Roboti za kućne usluge imaju nešto niže zahtjeve za čvrstoću materijala, ali imaju više zahtjeva za težinu robota ili prenosivost. Dakle, osnovna struktura servisnih robota uglavnom koristi materijale od aluminijskih legura. Na primjer, struktura ruke servisnog robota za starije osobe napravljena je od legure aluminija 7075. 

Lagani dizajn ruke je ostvaren optimizacijom strukture, a zahtjevi za performansama su zagarantovani. Kao predstavnik hendikepiranih robota, roboti s egzoskeletom imaju veće zahtjeve za smanjenje težine i prenosivost. Na primjer, egzoskelet robot EKSO (slika 5) koristi aluminij i leguru titana kao svoju mehaničku strukturu, a njegova ukupna težina je samo oko 23 kg. PRMI autonomni egzoskelet robota donjih ekstremiteta za smanjenje težine Univerziteta elektronske nauke i tehnologije u mojoj zemlji također je napravljen od legure aluminija.

Ukratko, kako bi se zadovoljile potrebe za lakšim, efikasnijim i praktičnijim radom robota, lagani roboti su budući trend razvoja. Osim lakog konstrukcijskog dizajna, važniji su lagani materijali. U poređenju sa laganom strukturom, lagani materijal čini da robot ima veći potencijal za smanjenje težine i širi spektar primjena.

3. Prednosti primjene laganih magnezijskih materijala na robotima

Metalni materijali koje robot može izabrati uglavnom su čelik, legura aluminijuma, legure magnezijuma, legura titana, itd. Kako je gustina čeličnih materijala čak 7.8g/cm3, iako mali broj pokretnih delova robota koristi titanijum legirani materijali (4.5g/cm3) ili materijali od legura aluminijuma (2.7g/cm3) umesto čeličnih materijala, gustoća legura titanijuma je i dalje relativno visoka. Visoka i skupa, gustina legure aluminijuma je takođe veća od gustine legure magnezijuma.

Kao najlakši metalni konstrukcijski materijal, magnezij ili legura magnezija ima 2/3 gustoće aluminija, što je manje od 1/4 gustoće čelika. Za polikarbonatne kompozite koji sadrže 30% staklenih vlakana, gustina magnezijuma ne prelazi njegovih 10%. Osim toga, rezerve resursa željeza i aluminija moje zemlje čine samo 18.7% i 2.3% svjetskih proporcija, ali resursi rude magnezija moje zemlje su najbogatiji na svijetu, a primjena magnezijumskih materijala ima jedinstvene prednosti u pogledu resursa. Stoga magnezijum i materijali od legure magnezija imaju značajne prednosti u smanjenju težine, poboljšanju manevrisanja i izdržljivosti robota zbog svoje male težine i visoke specifične čvrstoće. Oni su jedan od najidealnijih materijala za proizvodnju robota.

Lagani materijali robota mogu uvelike poboljšati njegovu upravljivost i povećati njegovu radnu efikasnost, ističući prednosti robota u smanjenju inercije kretanja, poboljšanju brzine rada i tačnosti pokreta. Treća generacija ASIMO-a (slika 6) japanske kompanije Honda napravljena je od lake legure, a kućište mu je napravljeno od legure magnezijuma. Ovo značajno smanjuje sopstvenu težinu robota, a brzina hoda je povećana sa 1.6 km/h na 2.5. km/h, maksimalna brzina trčanja dostigla je 3km/h.

Iako su se materijali od legure magnezija inicijalno primjenjivali u robotima, jedno od važnih uskih grla koje ograničava primjenu materijala od legure magnezija u području robotskih dijelova je još uvijek to što je čvrstoća i žilavost postojećih razreda magnezijskih legura niža od čelika i aluminija. legure. Još uvijek postoji jaz u zahtjevima za performansama robotskih materijala, te je nemoguće u potpunosti zamijeniti čelik, legure aluminija i druge materijale. Stoga je razvoj legura magnezija visokih performansi i tehnologija njihovog oblikovanja i obrade za proizvodnju dijelova robota od velikog značaja za smanjenje kvalitete pokretnih dijelova robota, poboljšanje točnosti kretanja i postizanje uštede energije.

U oktobru 2015. godine, Univerzitet tehnologije u Pekingu pokrenuo je „Program za unapređenje velikog naučnog istraživanja – inteligentni roboti“ kao odgovor na trenutni istraživački status i izglede za razvoj u oblasti robotike. Pored glavnih zajedničkih ključnih tehnologija, ključnih komponenti, kompletnog istraživanja i razvoja mašina i integrisanih aplikacija inteligentnih robota, program se fokusira na istraživanje. Značajna karakteristika je da ističe "lake materijale za robote" koje predstavljaju materijali od legure magnezijuma. ključno tehnološko istraživanje". 

„Plan velikog istraživačkog napredovanja“ oslanja se na prednosti tima za istraživanje i razvoj i R&D platforme Fakulteta za nauku o materijalima i tehnologiji Pekinškog tehnološkog univerziteta u oblasti lakih materijala od legure magnezijuma već više od deset godina, i koristi magnezijum visokih performansi kao što je kao Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr, itd. Na osnovu rezultata istraživanja dizajna legiranih materijala, kontrole fine strukture, mehanizma za oblikovanje plastike, itd., za potrebe medicinskih robota visoke dodane vrijednosti i domaći roboti u smislu smanjenja težine materijala i razvoj novih materijala od legure magnezija visoke čvrstoće i visoke žilavosti kao cilj razvoja dijelova od legure magnezija visokih performansi koji se koriste u kućnim servisnim robotima kao što su medicinski/kućni radovi, itd., fokusiraju se na lagane takvih robotskih ruku i drugih pokretnih dijelova, te postupno ostvariti ukupno smanjenje težine robota za kućne usluge.

U kontekstu proizvodne industrije moje zemlje koja se suočava s industrijskom nadogradnjom i transformacijom društva koje stari, u sljedećih deset ili čak decenija potražnja za tradicionalnim industrijskim robotima i novim robotima za kućne usluge nastavit će rasti, a potencijal primjene robota na tržištu je vrlo značajan. Primena materijala od lakih legura predstavljenih legurama magnezijuma u robotima ima prednosti značajnog poboljšanja manevrisanja robota, smanjenja potrošnje energije i povećanja vremena pripravnosti. To je jedan od važnih pravaca istraživanja i razvoja robota.

Link do ovog članka: Primjena materijala od legure magnezijuma u laganim robotima

Izjava o ponovnom ispisu: Ako nema posebnih uputa, svi članci na ovoj web stranici su originalni. Molimo navedite izvor za ponovno štampanje: https: //www.cncmachiningptj.com/，hvala！

PTJ® pruža čitav niz prilagođenih preciznosti CNC obrada Kina usluge.Ovjeren ISO 9001: 2015 i AS-9100. Brza preciznost 3, 4 i 5 osi CNC obrada usluge, uključujući glodanje, okretanje prema specifikacijama kupca, mogućnost obrade dijelova od metala i plastike s tolerancijom +/- 0.005 mm. Sekundarne usluge uključuju CNC i konvencionalno brušenje, bušenje,lijevanje,lim i štancanje.Pružanje prototipa, pune proizvodne serije, tehnička podrška i puna inspekcija automobilski, aerospace, kalupi i uređaji, led rasvjeta,medicinski, bicikl i potrošač elektronika industrije. Pravovremena dostava. Recite nam malo o budžetu vašeg projekta i očekivanom vremenu isporuke. Sa vama ćemo donijeti strategiju za pružanje najisplativijih usluga koje će vam pomoći da postignete svoj cilj, dobrodošli da nas kontaktirate ( sales@pintejin.com ) direktno za vaš novi projekat.