Прымяненне матэрыялаў з магніевага сплаву ў лёгкіх робатах

1. Распрацоўка і статус прымянення робатаў

Па меры таго, як развіццё робатаў працягвае паспяваць, прымяненне робатаў пашырылася з самых ранніх галінаў прамысловасці на медыцынскія і медыцынскія справы, службы жыцця, даследаванні космасу і акіяна, ваенныя справы і забавы і г. д. Робататэхніка не толькі падштурхне апрацоўчую прамысловасць да новага этап, але таксама пакладзе пачатак хуткаму развіццю тэхналогій аўтаматызацыі, не звязаных з вытворчасцю.

У цяперашні час Злучаныя Штаты, Японія, Еўропа, Паўднёвая Карэя і іншыя прамысловыя дзяржавы робяць прарывы ​​ў тэхналогіі робататэхнікі і спрыяюць развіццю індустрыі робататэхнікі ў важнай стратэгічнай пазіцыі ў развіцці навукі і тэхнікі ва ўсіх краінах. У «Зроблена ў Кітаі 2025» Кітай таксама разглядае «высокага класа станкі і робаты з ЧПУ» у якасці адной з 10 ключавых напрамкаў распрацоўкі і прапануе «засяродзіць увагу на прамысловых робатах, спецыяльнасцях, такіх як аўтамабілі, машыны, электроніка, небяспечныя грузы вытворчая, абаронная, ваенная, хімічная і лёгкая прамысловасць. 

Патрэбы прыкладанняў робатаў, а таксама сэрвісных робатаў, такіх як медыцынскія і медыцынскія, хатнія паслугі, адукацыя і забавы, актыўна даследуюць і распрацоўваюць новыя прадукты, а таксама спрыяюць стандартызацыі і модульнай распрацоўцы робатаў". План праграмы развіцця навукі і тэхналогій (2006-2020)» таксама выразна разглядае сэрвісных робатаў як стратэгічны высокатэхналагічны прыярытэт для будучага развіцця і прапануе «засяродзіць увагу на патрабаваннях да прыкладанняў сэрвісных робатаў, метадах праектавання даследаванняў, вытворчых працэсах і інтэлектуальным кіраванні. Агульныя базавыя тэхналогіі, такія як інтэграцыя з прыкладнымі сістэмамі» [5]. 

У цяперашні час сярэдняя шчыльнасць прамысловых робатаў, якія выкарыстоўваюцца ў сусветнай апрацоўчай прамысловасці, складае 55 адзінак на 10,000 36 супрацоўнікаў, у той час як шчыльнасць прамысловых робатаў у Кітаі складае толькі 10,000 адзінак на 2020 80 супрацоўнікаў. У сувязі з гэтым «машынная замена» стала агульнай тэндэнцыяй. У Гуанчжоу, прадстаўніку апрацоўчай прамысловасці ў дэльце ракі Чжуцзян, урад прапанаваў да XNUMX года больш за XNUMX% вытворчых прадпрыемстваў горада выкарыстоўваць прамысловыя робаты і інтэлектуальнае абсталяванне.

Акрамя шырокага выкарыстання ў такіх працэсах, як штампоўка, зваркі і аўтаматызаваных зборачных ліній у апрацоўчай прамысловасці, робаты таксама могуць выкарыстоўвацца для замены традыцыйных ручных задач, такіх як шліфоўка, складаная зварка і паліроўка. Apple выкарыстоўвае двух электронных робатаў KUKA, каб двойчы паліраваць знешні выгляд Mac Pro, каб стварыць люстраную паверхню. 

Пасля завяршэння знешняй паліроўкі робат таксама паліруе ўнутры корпуса Mac Pro, як паказана на малюнку 1. Зварачныя робаты адыгралі надзвычай важную ролю ў высакаякаснай і эфектыўнай зварцы корпуса і паступова пераходзяць да аўтаматызацыі . Паўднёвая Карэя прыняла мабільны робат для зваркі судоў Rail Runner на базе КПК, які можа ўваходзіць у закрытую канструкцыю карабля з падвойным корпусам, які трэба зварваць, і працаваць у жорсткіх умовах зваркі атрутных газаў і высокай тэмпературы, а не ўручную аўтаматычная зварка. 

PTJ - гэта ўсёабдымнае высокатэхналагічнае прадпрыемства, якое абапіраецца на тэхнічную базу Кітайскай акадэміі навук і засяроджваецца на аптымізацыі канструкцыі дэталяў інтэлектуальных робатаў, вытворчасці, а таксама ўнутраных і замежных продажах. Каманда кампаніі была створана ў 2010 годзе і ўжо доўгі час займаецца апрацоўкай высокадакладных, складаных і лёгка дэфармуемых металічных і пластыкавых дэталяў, а таксама малым і сярэднім вытворчасці і вытворчасці лёгкіх сплаваў і кампазітных матэрыялаў (напрыклад, як магній-літыевы сплаў, магніе-алюмініевы сплаў, вугляроднае валакно і інш.) часткі. А таксама паслугі па закупцы і наладцы запчастак для робатаў.

Прымяненне робатаў у невытворчай прамысловасці таксама становіцца ўсё больш разнастайным. Amazon абсталявала больш за 15,000 3 колавых робатаў Kiva у сваім размеркавальным цэнтры для рэалізацыі аўтаматызацыі склада, як паказана на малюнку 2. Гэтыя робаты рухаюцца хутка і ціха. Атрымаўшы лічбавыя інструкцыі, якія перадаюцца па бесправадной сувязі цэнтральным кампутарам, яны скануюць этыкеткі са штрых-кодам на зямлі, каб прайсці, падсунуць пад паліцы, а затым адправіць іх зборшчыкам. Падводны робат R4D4000, распрацаваны Японіяй, мае максімальную глыбіню апускання XNUMX м, можа аўтаномна збіраць дадзеныя і можа выкарыстоўвацца для падводных вулканаў, караблекрушэнняў і радовішчаў карысных выкапняў. 

Серыі загадзя запраграмаваных і кіраваных падводных робатаў CR-01 і CR-02, якія супрацоўнічаюць з Расіяй Шэньянскага інстытута аўтаматызацыі, Кітайская акадэмія навук, маюць максімальную глыбіню апускання 6000 м і завяршылі абследаванне Ціхага акіяна . Што тычыцца касмічных робатаў, то Robonaut, робат, распрацаваны НАСА ў Злучаных Штатах, заменіць касманаўтаў у пазакарабельнай працы, і яго хуткасць рэагавання хутчэй, чым у людзей, прыстасоўваючыся да непрадбачаных надзвычайных сітуацый.

У цяперашні час Кітай увайшоў у старэе грамадства, і праблемы медыцынскага абслугоўвання, рэабілітацыі і дапамогі інвалідам, выкліканыя старэннем структуры насельніцтва, таксама аказалі велізарны эканамічны і рэсурсны ціск на ўсё грамадства. Хірургічныя робаты, прадстаўленыя робатамі да Вінчы, уяўляюць сабой самы высокі ўзровень сучасных медыцынскіх робатаў, а таксама паказваюць шырокія перспектывы прымянення медыцынскіх робатаў. 

Робаты-экзашкілеты таксама паказалі свае перавагі ў дапамозе пажылым людзям і інвалідам хадзіць. Патэнцыял прымянення. Што тычыцца медыцынскіх робатаў, то многія бальніцы, такія як Паўднёва-Заходняя бальніца ў маёй краіне, выкарыстоўваюць для абследаванняў страўнікава-кішачнага гасцінца робатаў для капсульнай эндаскапіі замест традыцыйных гастраскопаў. Робат памерам толькі з капсулу. Пасля прыёму пацыента перорально лекар можа назіраць унутры стрававальнага гасцінца на 360° праз экран дысплея, і абследаванне можа быць завершана прыкладна за 15 хвілін, што не толькі робіць пацыент больш камфортным, але аднаразовая капсула таксама перашкаджае перакрыжаванае заражэнне і больш гігіенічна і бяспечна. . 

Што тычыцца робатаў для пажылых людзей, робат-касцюм HAL, робат з экзашкілетам ад Cyberdyne of Japan, можа дапамагчы пацыентам з цяжкасцямі пры хадзе дасягнуць рэабілітацыі, а таксама падыходзіць для дапамогі пажылым людзям у хадзе. Робат можа дапамагчы ўладальніку паўнавартасна стаяць, хадзіць, хапаць і падымаць цяжкія прадметы і г.д. Дзеянне і бесперапынны час працы можа дасягаць 280 хвілін.

2. Матэрыялы робатаў і іх лёгкія тэндэнцыі

У цяперашні час розныя маркі металічных матэрыялаў з'яўляюцца першым выбарам матэрыялаў для розных канструктыўных дэталяў робатаў, такіх як чыгун, легаваная сталь, нержавеючая сталь, алюмініевы сплаў і тытанавы сплаў. Першае меркаванне пры распрацоўцы і выкарыстанні прафесійных робатаў, прадстаўленых традыцыйнымі прамысловымі робатамі, заключаецца ў тым, што яны павінны мець дастатковую трываласць. Такім чынам, большасць іх канструкцыйных частак выраблены з розных відаў чыгуну, легаванай сталі і іншых матэрыялаў, а некаторыя дэталі - з алюмініевых сплаваў і кампазіцыйных матэрыялаў. Пачакайце.

Прымаючы пад увагу высокія патрабаванні да робата выяўлення і выратавання для зніжэння ўласнай вагі, хуткага і стабільнага руху і г.д., пасля замены сталі 45# на льняное валакно, армаваную натуральным валакном, матрыцу з тэрмапластычнай смалы або кампазітны матэрыял з термореактивной смалы, каб зрабіць асноўны кузава робата-дэтэктара маса асноўнага корпуса зніжана да 45 кг, што на 190.5 кг менш, чым першапачатковая маса цела аўтамабіля, а хуткасць памяншэння вагі дасягае 80.9%. Робаты хатняга абслугоўвання маюць крыху меншыя патрабаванні да трываласці матэрыялу, але больш патрабаванні да вагі або мабільнасці робата. Такім чынам, базавая структура сэрвісных робатаў у асноўным выкарыстоўвае матэрыялы з алюмініевага сплаву. Напрыклад, канструкцыя рукі службовага робата для пажылых людзей выраблена з алюмініевага сплаву 7075. 

Лёгкая канструкцыя рычага рэалізуецца за кошт аптымізацыі структуры, а патрабаванні да яе прадукцыйнасці гарантаваныя. Як прадстаўнік робатаў-інвалідаў, робаты-экзашкілеты маюць больш высокія патрабаванні да зніжэння вагі і мабільнасці. Напрыклад, экзашкілет робата EKSO (малюнак 5) у якасці механічнай структуры выкарыстоўвае алюміній і тытанавы сплаў, а яго агульная вага складае ўсяго каля 23 кг. Аўтаномны экзашкілет робата ніжніх канечнасцяў PRMI Універсітэта электронных навук і тэхналогій маёй краіны таксама зроблены з алюмініевага сплаву.

Карацей кажучы, каб задаволіць патрэбы ў больш лёгкай, высокаэфектыўнай і зручнай эксплуатацыі робатаў, лёгкія робаты - гэта будучая тэндэнцыя развіцця. Акрамя лёгкай канструкцыі больш важныя лёгкія матэрыялы. У параўнанні з лёгкай структурай, лёгкі матэрыял робіць робата вялікім патэнцыялам для зніжэння вагі і больш шырокім спектрам прымянення.

3. Перавагі прымянення лёгкіх магніевых матэрыялаў на робатах

Металічныя матэрыялы, якія робат можа выбраць, у асноўным ўключаюць сталь, алюмініевы сплаў, магніевы сплаў, тытанавы сплаў і г. д. Паколькі шчыльнасць сталёвых матэрыялаў дасягае 7.8 г / см3, хоць невялікая колькасць рухомых частак робата выкарыстоўвае тытан сплаўных матэрыялаў (4.5 г / см3) альбо алюмініевых сплаваў (2.7 г / см3) замест сталёвых матэрыялаў, шчыльнасць тытанавых сплаваў па-ранейшаму адносна высокая. Высокая і дарагая, шчыльнасць алюмініевага сплаву таксама вышэй, чым у магніевага сплаву.

Як самы лёгкі металічны канструкцыйны матэрыял, магній або магніевы сплаў мае шчыльнасць 2/3 шчыльнасці алюмінія, што менш за 1/4 шчыльнасці сталі. Для полікарбанатных кампазітаў, якія змяшчаюць 30% шкловалакна, шчыльнасць магнію не перавышае яго 10%. Акрамя таго, запасы жалеза і алюмінія ў маёй краіне складаюць толькі 18.7% і 2.3% сусветных прапорцый, але рэсурсы магніевай руды ў маёй краіне самыя багатыя ў свеце, і прымяненне магніевых матэрыялаў мае унікальныя перавагі ў рэсурсах. Такім чынам, матэрыялы з магнію і магніевых сплаваў маюць значныя перавагі ў зніжэнні вагі, паляпшэнні манеўранасці і цягавітасці робата дзякуючы іх невялікай вазе і высокай удзельнай трываласці. Яны з'яўляюцца адным з самых ідэальных матэрыялаў для вытворчасці робатаў.

Лёгкі матэрыял робата можа значна палепшыць яго манеўранасць і павысіць эфектыўнасць працы, падкрэсліваючы перавагі робатаў у зніжэнні інерцыі руху, павышэнні хуткасці працы і дакладнасці руху. ASIMO трэцяга пакалення (малюнак 6) японскай кампаніі Honda зроблены з лёгкага сплаву, а яго абалонка - з магніевага сплаву. Гэта значна зніжае ўласную вагу робата, а хуткасць яго хады павялічана з 1.6 км / г да 2.5. км / г, максімальная хуткасць бегу дасягала 3 км / г.

Хоць матэрыялы з магніевага сплаву першапачаткова ўжываліся ў робатах, адным з важных вузкіх месцаў, якія абмяжоўваюць прымяненне матэрыялаў з магніевага сплаву ў галіне дэталяў робата, усё яшчэ з'яўляецца тое, што трываласць і трываласць існуючых гатункаў магніевых сплаваў ніжэй, чым у сталі і алюмінія сплавы. Па-ранейшаму існуе разрыў у патрабаваннях да прадукцыйнасці матэрыялаў робата, і немагчыма цалкам замяніць сталь, алюмініевы сплаў і іншыя матэрыялы. Такім чынам, распрацоўка высокаэфектыўных магніевых сплаваў і тэхналогій іх фарміравання і апрацоўкі для вырабу дэталяў робата мае вялікае значэнне для зніжэння якасці рухомых дэталяў робата, павышэння дакладнасці руху і дасягнення эканоміі энергіі.

У кастрычніку 2015 года Пекінскі тэхналагічны ўніверсітэт запусціў «Праграму паляпшэння навуковых даследаванняў - разумныя робаты» у адказ на бягучы статус даследаванняў і перспектывы развіцця ў галіне робататэхнікі. У дадатак да асноўных агульных ключавых тэхналогій, ключавых кампанентаў, поўных даследаванняў і распрацовак машын і інтэграваных прыкладанняў інтэлектуальных робатаў, праграма сканцэнтравана на даследаванні. Характэрнай асаблівасцю з'яўляецца тое, што ён падкрэслівае «лёгкія матэрыялы для робатаў», прадстаўленыя матэрыяламі з магніевага сплаву. даследаванне ключавых тэхналогій». 

«Вялікі план прасоўвання даследаванняў» абапіраецца на перавагі каманды R&D і платформы R&D Школы матэрыялазнаўства і тэхналогій Пекінскага тэхналагічнага ўніверсітэта ў галіне лёгкіх матэрыялаў з магніевага сплаву на працягу больш за дзесяць гадоў і выкарыстоўвае высокапрадукцыйны магній, напрыклад як Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr і г.д. На падставе вынікаў даследаванняў дызайну сплаваў, кантролю тонкай структуры, механізму пластычнага фарміравання і г.д., накіраваных на патрэбы медыцынскіх робатаў з высокай дабаўленай вартасцю і айчынныя робаты з пункту гледжання палягчэння матэрыялу, а таксама распрацоўка новых высокатрывалых і высокатрывалых матэрыялаў з магніевага сплаву ў якасці мэты распрацоўкі дэталяў з магніевага сплаву высокай прадукцыйнасці, якія выкарыстоўваюцца ў бытавых робатах, такіх як медыцынскія / хатнія робаты і г.д., засяродзіцца на лёгкіх такіх рук робатаў і іншых рухомых частак, і паступова рэалізаваць агульнае зніжэнне вагі робатаў хатняга абслугоўвання.

У кантэксце апрацоўчай прамысловасці маёй краіны, якое сутыкнулася з мадэрнізацыяй прамысловасці і старэннем трансфармацыі грамадства, у бліжэйшыя дзесяць ці нават дзесяцігоддзі попыт на традыцыйныя прамысловыя робаты і новых бытавых робатаў будзе працягваць расці, а патэнцыял прыкладанняў на рынку робатаў вельмі значны. Ужыванне лёгкіх сплаўных матэрыялаў, прадстаўленых магніевымі сплавамі, у робатах мае перавагі ў значным паляпшэнні манеўранасці робатаў, памяншэнні спажывання энергіі і павелічэнні часу чакання. Гэта адзін з важных напрамкаў даследаванняў і распрацовак робатаў.

Спасылка на гэты артыкул: Прымяненне матэрыялаў з магніевага сплаву ў лёгкіх робатах

Заява аб перадруку: Калі няма спецыяльных інструкцый, усе артыкулы на гэтым сайце арыгінальныя. Калі ласка, пакажыце крыніцу для перадруку: https: //www.cncmachiningptj.com/， дзякуй！

PTJ® забяспечвае поўны спектр індывідуальнай дакладнасці ЧПУ апрацоўвае Кітай паслугі. Сертыфікавана ISO 9001: 2015 і AS-9100. Хуткая дакладнасць 3, 4 і 5 восяў ЧПУ паслугі, уключаючы фрэзераванне, зварот па спецыфікацыі заказчыка, здольнасць апрацоўваць дэталі з металу і пластыка з допускам +/- 0.005 мм. Да другасных паслуг адносяць ЧПУ і звычайнае шліфаванне, свідраванне,ліццё пад ціскам,ліставай метал і штампоўка.Забеспячэнне прататыпаў, поўная вытворчасць, тэхнічная падтрымка і поўная праверка аўтамабільны, авіяцыйна-касмічны, цвіль і прыстасаванне, святлодыёднае асвятленне,медыцынскі, ровар і спажывец электроніка прамысл. Своечасовая дастаўка. Раскажыце крыху пра бюджэт вашага праекта і чаканы час дастаўкі. Мы разам з вамі распрацуем стратэгію прадастаўлення найбольш эканамічна эфектыўных паслуг, якія дапамогуць вам дасягнуць мэты. Сардэчна запрашаем да нас ( sales@pintejin.com ) непасрэдна для вашага новага праекта.