Aplicarea materialelor din aliaj de magneziu la roboții ușori

1. Dezvoltarea și starea aplicației roboților

Pe măsură ce dezvoltarea roboților continuă să se maturizeze, aplicarea roboților sa extins de la primele domenii industriale la servicii medicale și de sănătate, servicii de viață, explorare spațială și oceanică, militare și de divertisment etc. Robotica nu numai că va împinge industria prelucrătoare într-o nouă etapă, dar va deschide, de asemenea, dezvoltarea rapidă a tehnologiei de automatizare non-fabricare.

În prezent, Statele Unite, Japonia, Europa, Coreea de Sud și alte puteri industriale plasează progrese în tehnologia robotică și promovează dezvoltarea industriei robotice într-o poziție strategică importantă în dezvoltarea științei și tehnologiei în toate țările. În „Made in China 2025”, China consideră, de asemenea, „mașini-unelte și roboți CNC de ultimă generație” drept unul dintre cele 10 domenii cheie de dezvoltare și propune „concentrarea pe roboți industriali, specialități, cum ar fi automobile, mașini, electronice, mărfuri periculoase. industria prelucrătoare, apărarea națională, industria militară, chimică și ușoară. 

Nevoile de aplicare ale roboților, precum și roboții de servicii, cum ar fi cele medicale și de sănătate, servicii la domiciliu, educație și divertisment, cercetează și dezvoltă în mod activ produse noi și promovează standardizarea și dezvoltarea modulară a roboților." „Naționalul pe termen mediu și lung. Schema programului de dezvoltare a științei și tehnologiei (2006-2020)" consideră, de asemenea, în mod clar roboții de serviciu ca o prioritate strategică de înaltă tehnologie pentru dezvoltarea viitoare și propune „concentrarea pe cerințele aplicațiilor robotilor de serviciu, metodele de proiectare a cercetării, procesele de fabricație și controlul inteligent. Tehnologii de bază comune, cum ar fi integrarea cu sisteme de aplicații” [5]. 

În prezent, densitatea medie a roboților industriali utilizați în industria de producție mondială este de 55 de unități la 10,000 de angajați, în timp ce densitatea roboților industriali în China este de doar 36 de unități la 10,000 de angajați. Având în vedere contextul de mai sus, „înlocuirea mașinilor” a devenit tendința generală. În Guangzhou, reprezentantul industriei prelucrătoare din Delta râului Pearl, guvernul a propus ca până în 2020, mai mult de 80% dintre întreprinderile de producție din oraș să folosească roboți industriali și echipamente inteligente.

Pe lângă faptul că este utilizat pe scară largă în procese precum ștanțare, sudare și linii automate de asamblare în industria de producție, roboții pot fi folosiți și pentru a înlocui sarcinile manuale tradiționale, cum ar fi șlefuirea, sudarea complexă și lustruirea. Apple folosește doi roboți electronici KUKA pentru a lustrui aspectul Mac Pro de două ori pentru a produce o suprafață asemănătoare oglinzii. 

După terminarea lustruirii exterioare, robotul va lustrui și interiorul carcasei Mac Pro, așa cum se arată în Figura 1. Roboții de sudură au jucat un rol extrem de important în producția de sudare a carcasei de înaltă calitate și eficientă și se transformă treptat la automatizare. . Coreea de Sud a adoptat un robot mobil de sudură pentru nave Rail Runner, bazat pe PDA, care poate intra în structura închisă a unei nave cu cocă dublă care trebuie sudată și poate lucra în mediul dur de sudare de gaz toxic și temperatură ridicată, în loc de manual. sudare automată. 

PTJ este o întreprindere cuprinzătoare de înaltă tehnologie care se bazează pe experiența tehnică a Academiei Chineze de Științe și se concentrează pe optimizarea designului, producția și vânzările interne și externe ale pieselor inteligente de robot. Echipa companiei a fost înființată în 2010 și s-a angajat de mult timp în prelucrarea pieselor din metal și plastic de înaltă precizie, dificultate mare și ușor deformabile, precum și producția și fabricarea de dimensiuni mici și mijlocii de aliaje ușoare și materiale compozite (cum ar fi ca aliaj de magneziu-litiu, aliaj de magneziu-aluminiu, fibră de carbon etc.). Și servicii de achiziție și personalizare de piese pentru robot.

Aplicarea roboților în industriile neprelucrătoare devine, de asemenea, din ce în ce mai diversă. Amazon a echipat peste 15,000 de roboți cu roți Kiva în centrul său de distribuție pentru a realiza automatizarea depozitelor, așa cum se arată în Figura 3. Acești roboți se mișcă rapid și silențios. După ce primesc instrucțiuni digitale transmise fără fir de computerul central, ei scanează etichetele codurilor de bare de pe sol pentru a trece prin ele, alunecă pe sub rafturi și apoi le trimit la culegători. Robotul subacvatic R2D4 dezvoltat de Japonia are o adâncime maximă de scufundare de 4000 m, poate colecta date în mod autonom și poate fi folosit pentru vulcani submarini, epave și zăcăminte minerale. 

Seriile CR-01 și CR-02 de roboți subacvatici preprogramați și controlați, care cooperează cu Rusia de către Institutul de Automatizare Shenyang, Academia Chineză de Științe, au o adâncime maximă de scufundare de 6000 m și au finalizat sondajul Oceanului Pacific . În ceea ce privește roboții spațiali, Robonaut, un robot dezvoltat de NASA în Statele Unite, va înlocui astronauții în munca extravehiculară, iar viteza sa de răspuns este mai rapidă decât cea a oamenilor, adaptându-se la urgențe neprevăzute.

În prezent, China a intrat într-o societate îmbătrânită, iar problemele de îngrijire medicală, reabilitare și asistență pentru persoanele cu dizabilități cauzate de îmbătrânirea structurii populației au adus, de asemenea, presiuni economice și de resurse uriașe pentru întreaga societate. Roboții chirurgicali reprezentați de roboții da Vinci reprezintă cel mai înalt nivel al roboților medicali actuali și arată, de asemenea, perspectivele largi de aplicare ale roboților medicali. 

Roboții exoschelet și-au arătat și avantajele în a ajuta persoanele în vârstă și persoanele cu dizabilități să meargă. Potențial de aplicare. În ceea ce privește roboții medicali, multe spitale precum Southwest Hospital din țara mea folosesc roboți de endoscopie capsulă în loc de gastroscoape tradiționale pentru examinările gastrointestinale. Robotul are doar dimensiunea unei capsule. După ce pacientul este luat pe cale orală, medicul poate observa interiorul tractului digestiv la 360° prin ecranul de afișare, iar examinarea poate fi finalizată în aproximativ 15 minute, ceea ce nu numai că face pacientul mai confortabil, dar și capsula de unică folosință împiedică infecție încrucișată și este mai igienic și mai sigur. . 

În ceea ce privește roboții pentru vârstnici, Robot Suit HAL, un robot cu exoschelet de la Cyberdyne din Japonia, poate ajuta pacienții cu dificultăți de mers pentru a obține reabilitare și este, de asemenea, potrivit pentru a ajuta persoanele în vârstă la mers. Robotul îl poate ajuta pe purtător să stea complet în picioare, să meargă, să apuce și să ridice obiecte grele etc. Acțiune, iar timpul de lucru continuu poate ajunge la 280 min.

2. Materialele robotului și tendințele lor ușoare

În prezent, diferite tipuri de materiale metalice reprezintă prima alegere a materialelor pentru diferite părți structurale ale robotului, cum ar fi fonta, oțelul aliat, oțelul inoxidabil, aliajul de aluminiu și aliajul de titan. Prima considerație în proiectarea și utilizarea roboților profesioniști reprezentați de roboții industriali tradiționali este că aceștia trebuie să aibă o rezistență suficientă. Prin urmare, majoritatea componentelor lor structurale sunt realizate din diferite tipuri de fontă, oțel aliat și alte materiale, iar unele piese sunt realizate din aliaj de aluminiu și materiale compozite. Aștepta.

Ținând cont de cerințele ridicate ale robotului de detectare și salvare pentru reducerea propriei greutăți, mișcarea rapidă și stabilă etc., după înlocuirea oțelului 45# cu matrice de rășină termoplastică armată cu fibră naturală din fibră de in sau material compozit cu rășină termorezistabilă pentru a face principalul corpul robotului de detectare, masa corpului principal este redusă la 45 kg, ceea ce este cu 190.5 kg mai puțin decât masa corporală originală a mașinii, iar rata de reducere a greutății este de până la 80.9%. Roboții de serviciu la domiciliu au cerințe puțin mai mici pentru rezistența materialului, dar au cerințe mai mari pentru greutatea sau portabilitatea robotului. Prin urmare, structura de bază a roboților de serviciu folosește în principal materiale din aliaj de aluminiu. De exemplu, structura brațului unui robot de serviciu pentru vârstnici este realizată din aliaj de aluminiu 7075. 

Designul ușor al brațului este realizat prin optimizarea structurii, iar cerințele sale de performanță sunt garantate. Ca reprezentant al roboților cu handicap, roboții cu exoschelet au cerințe mai mari pentru reducerea greutății și portabilitate. De exemplu, robotul exoschelet EKSO (Figura 5) folosește aliajul de aluminiu și titan ca structură mecanică, iar greutatea sa totală este de numai aproximativ 23 kg. Robotul autonom PRMI pentru reducerea greutății exoscheletului membrului inferior al Universității de Știință și Tehnologie Electronică din țara mea este, de asemenea, fabricat din aliaj de aluminiu.

Pe scurt, pentru a răspunde nevoilor unei operațiuni mai ușoare, eficiente și mai convenabile a roboților, roboții ușori reprezintă viitoarea tendință de dezvoltare. Pe lângă designul structural ușor, materialele ușoare sunt mai importante. În comparație cu structura ușoară, materialul ușor face ca robotul să aibă un potențial mai mare de reducere a greutății și o gamă mai largă de aplicații.

3. Avantajele aplicării materialelor ușoare de magneziu pe roboți

Materialele metalice pe care robotul le poate alege includ în principal oțel, aliaj de aluminiu, aliaj de magneziu, aliaj de titan etc. Deoarece densitatea materialelor din oțel este de până la 7.8 g / cm3, deși un număr mic de părți mobile ale robotului utilizează titan materiale din aliaj (4.5g / cm3) sau materiale din aliaj de aluminiu (2.7g / cm3) în loc de materiale din oțel, densitatea aliajelor de titan este încă relativ mare. Mare și costisitoare, densitatea aliajului de aluminiu este, de asemenea, mai mare decât cea a aliajului de magneziu.

Fiind cel mai ușor material structural metalic, magneziul sau aliajul de magneziu au o densitate de 2/3 a aluminiului, care este mai mică de 1/4 din cea a oțelului. Pentru compozitele din policarbonat care conțin 30% fibre de sticlă, densitatea magneziului nu depășește 10%. În plus, rezervele de resurse de fier și aluminiu din țara mea reprezintă doar 18.7% și 2.3% din proporțiile lumii, dar resursele minereului de magneziu din țara mea sunt cele mai bogate din lume, iar aplicarea materialelor de magneziu are avantaje unice în materie de resurse. Prin urmare, magneziul și materialele din aliaj de magneziu au avantaje semnificative în reducerea greutății, îmbunătățirea manevrabilității robotului și a rezistenței datorită greutății lor ușoare și rezistenței specifice ridicate. Sunt unul dintre cele mai ideale materiale pentru fabricarea roboților.

Ușurința materialelor robotului poate îmbunătăți foarte mult manevrabilitatea și crește eficiența sa de lucru, evidențiind avantajele roboților în reducerea inerției de mișcare, îmbunătățirea vitezei de funcționare și precizia mișcării. A treia generație ASIMO (Figura 6) a companiei japoneze Honda este fabricată din aliaj ușor, iar carcasa sa este fabricată din aliaj de magneziu. Acest lucru reduce foarte mult greutatea proprie a robotului, iar viteza de mers este mărită de la 1.6 km / h la 2.5. km / h, viteza maximă de rulare a atins 3km / h.

Deși materialele din aliaj de magneziu au fost inițial aplicate la roboți, unul dintre blocajele importante care restricționează aplicarea materialelor din aliaj de magneziu în domeniul pieselor robotului este că rezistența și rezistența claselor existente de aliaje de magneziu este mai mică decât cea a oțelului și aluminiului aliaje. Există încă un decalaj în cerințele de performanță ale materialelor robotului și este imposibil să înlocuiți complet oțelul, aliajul de aluminiu și alte materiale. Prin urmare, dezvoltarea aliajelor de magneziu de înaltă performanță și a tehnologiilor de formare și prelucrare a acestora pentru fabricarea pieselor robotului este de o mare importanță pentru reducerea calității pieselor în mișcare ale robotului, îmbunătățirea preciziei mișcării și realizarea economiei de energie.

În octombrie 2015, Universitatea de Tehnologie din Beijing a lansat „Programul de avansare a cercetării științifice mari-roboți inteligenți” ca răspuns la stadiul actual al cercetării și perspectivele de dezvoltare în domeniul roboticii. Pe lângă tehnologiile cheie comune majore, componentele cheie, cercetarea și dezvoltarea mașinilor complete și aplicațiile integrate ale roboților inteligenți, programul se concentrează pe cercetare. O caracteristică notabilă este că evidențiază „materialele ușoare pentru roboți” reprezentate de materialele din aliaj de magneziu. cercetarea tehnologiei cheie”. 

„Planul mare de avansare a cercetării” se bazează pe echipa de cercetare și dezvoltare și pe avantajele platformei de cercetare și dezvoltare ale Școlii de Știința și Tehnologia Materialelor din cadrul Universității de Tehnologie din Beijing în domeniul materialelor din aliaje ușoare de magneziu de mai bine de zece ani și utilizează magneziu de înaltă performanță, cum ar fi ca Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr, etc. Pe baza rezultatelor cercetării de proiectare a materialelor aliaje, control al structurii fine, mecanism de formare a plasticului etc., vizând nevoile roboților medicali cu valoare adăugată mare și roboții domestici în ceea ce privește ușurarea materialelor și dezvoltarea de noi materiale din aliaj de magneziu de înaltă rezistență și tenacitate, ca obiectiv de a dezvolta piese din aliaj de magneziu de înaltă performanță, utilizate în roboții de servicii casnice, cum ar fi medicale / menaj, etc., se concentrează pe piese ușoare. a unor astfel de brațe de robot și a altor piese în mișcare și să realizeze treptat reducerea greutății generale a roboților de serviciu la domiciliu.

În contextul industriei de producție a țării mele care se confruntă cu modernizarea industrială și transformarea societății în îmbătrânire, în următoarele zece sau chiar decenii, cererea de roboți industriali tradiționali și noi roboți de serviciu intern va crește în continuare, iar potențialul de aplicare a pieței robotilor este foarte semnificativ. Aplicarea materialelor ușoare din aliaj reprezentate de aliajele de magneziu la roboți are avantajele de a îmbunătăți semnificativ manevrabilitatea roboților, de a reduce consumul de energie și de a crește timpul de așteptare. Este una dintre direcțiile importante ale cercetării și dezvoltării robotilor.

Link către acest articol ： Aplicarea materialelor din aliaj de magneziu la roboții ușori

Declarație de reimprimare: dacă nu există instrucțiuni speciale, toate articolele de pe acest site sunt originale. Vă rugăm să indicați sursa reimprimării: https: //www.cncmachiningptj.com/，mulțumiri！

PTJ® oferă o gamă completă de precizie personalizată cnc prelucrare china servicii ISO 9001: 2015 și certificat AS-9100. Precizie rapidă pe 3, 4 și 5 axe Prelucrare CNC servicii incluzând frezarea, întoarcerea la specificațiile clienților, Capabil de piese prelucrate metalic și plastic cu toleranță de +/- 0.005 mm. Serviciile secundare includ șlefuire CNC și convențională, găurire,turnarea sub presiune,tablă Furnizarea de prototipuri, rulări complete de producție, asistență tehnică și inspecție completă auto, industria aerospațială, matriță și corp de iluminat, iluminat cu led,medical, bicicletă și consumator electronică industrii. Livrare la timp. Spuneți-ne puțin despre bugetul proiectului dvs. și despre timpul de livrare preconizat. Vom realiza strategii cu dvs. pentru a vă oferi cele mai eficiente servicii din punct de vedere al costurilor pentru a vă ajuta să vă atingeți obiectivul, Bine ați venit la Contactați-ne ( sales@pintejin.com ) direct pentru noul dvs. proiect.