Die toepassing van materiale van magnesiumlegering in liggewig robotte

1. Die ontwikkeling en toepassingstatus van robotte

Namate die ontwikkeling van robotte steeds volwasse word, het die toepassing van robotte uitgebrei van die vroegste industriële velde na mediese en gesondheid, lewensdienste, ruimte- en oseaanverkenning, militêre en vermaaklikheid, ens. Robotika sal nie net die vervaardigingsbedryf in 'n nuwe stadium, maar sal ook die vinnige ontwikkeling van nie-vervaardigingsoutomatiseringstegnologie inlui.

Tans plaas die Verenigde State, Japan, Europa, Suid-Korea en ander industriële moondhede deurbrake in robotika-tegnologie en bevorder die ontwikkeling van die robotika-industrie in 'n belangrike strategiese posisie in die ontwikkeling van wetenskap en tegnologie in alle lande. In "Made in China 2025" beskou China ook "hoë-end CNC-masjiengereedskap en -robotte" as een van die 10 sleutelontwikkelingsareas, en stel voor "fokus op industriële robotte, spesialiteite, soos motors, masjinerie, elektronika, gevaarlike goedere vervaardiging, nasionale verdediging, militêre, chemiese en ligte nywerhede. 

Die toepassingsbehoeftes van robotte, sowel as diensrobotte soos medies en gesondheid, tuisdienste, onderwys en vermaak, doen aktief navorsing oor en ontwikkel nuwe produkte, en bevorder die standaardisering en modulêre ontwikkeling van robotte." Die "Nasionale Medium en Langtermyn Wetenskap- en Tegnologie-ontwikkelingsprogram-uiteensetting (2006-2020)" beskou ook diensrobotte duidelik as 'n strategiese hoëtegnologie-prioriteit vir toekomstige ontwikkeling, en stel voor "om te fokus op diensrobottoepassingsvereistes, navorsingsontwerpmetodes, vervaardigingsprosesse en intelligente beheer. Algemene basiese tegnologieë soos integrasie met toepassingstelsels" [5]. 

Tans is die gemiddelde digtheid van industriële robotte wat in die wêreld se vervaardigingsbedryf gebruik word 55 eenhede per 10,000 36 werknemers, terwyl die digtheid van industriële robotte in China slegs 10,000 eenhede per 2020 80 werknemers is. In die lig van bogenoemde agtergrond het "masjienvervanging" die algemene tendens geword. In Guangzhou, die verteenwoordiger van die vervaardigingsbedryf in die Pêrelrivierdelta, het die regering voorgestel dat teen XNUMX meer as XNUMX% van die vervaardigingsondernemings in die stad industriële robotte en intelligente toerusting moet gebruik.

Benewens dat dit wyd gebruik word in prosesse soos gestempel, sweiswerk en outomatiese monteerlyne in die vervaardigingsbedryf, kan robotte ook gebruik word om tradisionele handtake soos slyp, komplekse sweiswerk en polering te vervang. Apple gebruik twee KUKA elektroniese robotte om die voorkoms van die Mac Pro twee keer te poets om 'n spieëlagtige oppervlak te produseer. 

Nadat die eksterne polering voltooi is, sal die robot ook die binnekant van die Mac Pro-dop poleer, soos getoon in Figuur 1. Sweisrobotte het 'n uiters belangrike rol gespeel in hoëgehalte en doeltreffende rompsweisproduksie, en verander geleidelik na outomatisering . Suid-Korea het 'n PDA-gebaseerde mobiele skeepssweisrobot Rail Runner aangeneem, wat die ingeslote struktuur van 'n dubbelrompskip wat gesweis moet word, kan binnegaan en in die harde sweisomgewing van giftige gas en hoë temperatuur kan werk, in plaas van handmatig. outomatiese sweiswerk. 

PTJ is 'n omvattende hoë-tegnologie onderneming wat staatmaak op die tegniese agtergrond van die Chinese Akademie vir Wetenskappe en fokus op intelligente robotonderdele-ontwerpoptimalisering, vervaardiging en binnelandse en buitelandse verkope. Die maatskappyspan is in 2010 gestig en is lank reeds verbind tot die verwerking van hoë-presisie, hoë moeilikheidsgraad en maklik vervormbare metaal- en plastiekonderdele, en die klein en mediumgrootte produksie en vervaardiging van ligte legerings en saamgestelde materiale (soos bv. as magnesium-litiumlegering, magnesium-aluminiumlegering, koolstofvesel, ens.) dele. En robotonderdele verkryging en aanpassingsdienste.

Die toepassing van robotte in nie-vervaardigingsbedrywe raak ook meer en meer divers. Amazon het meer as 15,000 3 Kiva-wielrobotte in sy verspreidingsentrum toegerus om pakhuisoutomatisering te realiseer, soos getoon in Figuur 2. Hierdie robotte beweeg vinnig en stil. Nadat hulle digitale instruksies ontvang het wat draadloos deur die sentrale rekenaar oorgedra is, skandeer hulle die strepieskode-etikette op die grond om deur te loop, skuif onder die rakke in en stuur dit dan na die plukkers. Die R4D4000-onderwaterrobot wat deur Japan ontwikkel is, het 'n maksimum duikdiepte van XNUMXm, kan data outonoom insamel, en kan gebruik word vir ondersese vulkane, skeepswrakke en mineraalafsettings. 

Die CR-01- en CR-02-reeks voorafgeprogrammeerde en beheerde onderwaterrobotte, wat met Rusland saamwerk deur die Shenyang Institute of Automation, Chinese Akademie van Wetenskappe, het 'n maksimum duikdiepte van 6000m, en het die opname van die Stille Oseaan voltooi. . Wat ruimterobotte betref, sal Robonaut, ’n robot wat deur NASA in die Verenigde State ontwikkel is, ruimtevaarders in buitevoertuigwerk vervang, en sy reaksiespoed is vinniger as dié van mense, en pas by onvoorsiene noodgevalle aan.

Tans het China 'n verouderende samelewing betree, en die probleme van mediese sorg, rehabilitasie en bystand vir gestremdes wat deur die veroudering van die bevolkingstruktuur veroorsaak word, het ook groot ekonomiese en hulpbrondruk op die hele samelewing gebring. Chirurgiese robotte verteenwoordig deur da Vinci-robotte verteenwoordig die hoogste vlak van huidige mediese robotte, en toon ook die breë toepassingsvooruitsigte van mediese robotte. 

Eksoskelet-robotte het ook hul voordele getoon om bejaardes en gestremdes te help om te loop. Toepassingspotensiaal. Wat mediese robotte betref, gebruik baie hospitale soos die Suidwes-hospitaal in my land kapsule-endoskopierobotte in plaas van tradisionele gastroskope vir gastro-intestinale ondersoeke. Die robot is net die grootte van 'n kapsule. Nadat die pasiënt mondelings ingeneem is, kan die dokter die binnekant van die spysverteringskanaal 360° deur die vertoonskerm waarneem, en die ondersoek kan binne ongeveer 15 minute voltooi word, wat nie net die pasiënt meer gemaklik maak nie, maar die weggooibare kapsule verhoed ook kruisbesmetting en is meer higiënies en veilig. . 

Wat robotte vir bejaardes betref, kan die Robot Suit HAL, 'n eksoskeletrobot van Cyberdyne van Japan, pasiënte met loopprobleme bystaan ​​om rehabilitasie te bereik, en is ook geskik om bejaardes te help om te loop. Die robot kan die draer help om te staan, loop, gryp en swaar voorwerpe op te hef, ens. Aksie, en die aaneenlopende werktyd kan 280min bereik.

2. Robotmateriaal en hul liggewigneigings

Tans is verskillende grade metaalmateriaal die eerste keuse van materiale vir verskeie robotstruktuuronderdele, soos gietyster, legeringstaal, vlekvrye staal, aluminiumlegering en titaniumlegering. Die eerste oorweging in die ontwerp en gebruik van professionele robotte wat deur tradisionele industriële robotte verteenwoordig word, is dat hulle voldoende sterkte moet hê. Daarom is die meeste van hul strukturele dele gemaak van verskillende soorte gietyster, legeringstaal en ander materiale, en sommige dele is gemaak van aluminiumlegering en saamgestelde materiale. Wag.

Met inagneming van die hoë vereistes van die opsporing en redding robot vir die vermindering van sy eie gewig, vinnige en stabiele beweging, ens., Na die vervanging van die 45 # staal met vlasvesel natuurlike vesel versterkte termoplastiese hars matriks of termohardende hars saamgestelde materiaal om die hoof te maak liggaam van die opsporingsrobot, word die massa van die hoofliggaam verminder tot 45 kg, wat 190.5 kg minder is as die oorspronklike motorliggaamsmassa, en die gewigverminderingskoers is so hoog as 80.9%. Tuisdiensrobotte het effens laer vereistes vir materiaalsterkte, maar het meer vereistes vir robotgewig of -draagbaarheid. Daarom gebruik die basiese struktuur van diensrobotte meestal aluminiumlegeringsmateriale. Byvoorbeeld, die armstruktuur van 'n diensrobot vir bejaardes is gemaak van 7075 aluminiumlegering. 

Die liggewig ontwerp van die arm word gerealiseer deur die struktuur te optimaliseer, en die prestasievereistes daarvan word gewaarborg. As 'n verteenwoordiger van gestremde robotte, het eksoskeletrobotte hoër vereistes vir gewigsvermindering en draagbaarheid. Byvoorbeeld, die EKSO (Figuur 5) eksoskeletrobot gebruik aluminium en titaniumlegering as sy meganiese struktuur, en sy totale gewig is slegs sowat 23 kg. Die PRMI outonome gewig-vermindering eksoskelet onderste ledemaat robot van die Universiteit van Elektroniese Wetenskap en Tegnologie van my land is ook gemaak van aluminium legering.

Kortom, om aan die behoeftes van meer liggewig, hoë-doeltreffendheid en gerieflike werking van robotte te voldoen, is liggewig-robotte die toekomstige ontwikkelingstendens. Benewens liggewig strukturele ontwerp, is liggewig materiale belangriker. In vergelyking met die liggewigstruktuur, maak die liggewigmateriaal die robot 'n groter potensiaal vir gewigsvermindering en 'n wyer reeks toepassings.

3. Die toepassing voordele van liggewig magnesium materiale op robotte

Die metaalmateriale wat die robot kan kies sluit hoofsaaklik staal, aluminiumlegering, magnesiumlegering, titaniumlegering, ens. in. Aangesien die digtheid van staalmateriale so hoog as 7.8g/cm3 is, alhoewel 'n klein aantal bewegende dele van die robot titanium gebruik legeringsmateriaal (4.5g/cm3) of aluminiumlegeringsmateriale (2.7g/cm3) in plaas van staalmateriaal, is die digtheid van titaniumlegerings steeds relatief hoog. Hoog en duur, die digtheid van aluminiumlegering is ook hoër as dié van magnesiumlegering.

As die ligste metaalstruktuurmateriaal het magnesium- of magnesiumlegering 'n digtheid van 2/3 dié van aluminium, wat minder as 1/4 van dié van staal is. Vir polikarbonaat-samestellings wat 30% glasvesel bevat, oorskry die digtheid van magnesium nie die 10% daarvan nie. Boonop maak my land se yster- en aluminiumhulpbronreserwes net 18.7% en 2.3% van die wêreld se verhoudings uit, maar my land se magnesiumertsbronne is die rykste ter wêreld, en die aanwending van magnesiummateriaal hou unieke hulpbronvoordele in. Daarom het magnesium- en magnesiumlegeringsmateriaal aansienlike voordele in die vermindering van gewig, die verbetering van robotmanoeuvreerbaarheid en uithouvermoë as gevolg van hul ligte gewig en hoë spesifieke sterkte. Hulle is een van die mees ideale materiale vir die vervaardiging van robotte.

Die liggewig van robotmateriaal kan sy manoeuvreerbaarheid aansienlik verbeter en sy werkdoeltreffendheid verhoog, wat die voordele van robotte beklemtoon om bewegingstraagheid te verminder, werkspoed en bewegingsakkuraatheid te verbeter. Die derde generasie ASIMO (Figuur 6) van Japan se Honda Company is gemaak van liggewig allooi, en sy dop is gemaak van magnesium allooi. Dit verminder die robot se selfgewig aansienlik, en sy loopspoed word van 1.6 km/h tot 2.5 verhoog. km/h, die maksimum hardloopspoed het 3km/h bereik.

Alhoewel magnesiumlegeringsmateriaal aanvanklik in robotte toegepas is, is een van die belangrike knelpunte wat die toepassing van magnesiumlegeringsmateriale op die gebied van robotonderdele beperk, steeds dat die sterkte en taaiheid van bestaande grade magnesiumlegerings laer is as dié van staal en aluminium legerings. Daar is steeds 'n gaping in die prestasievereistes van robotmateriaal, en dit is onmoontlik om staal, aluminiumlegering en ander materiale heeltemal te vervang. Daarom is die ontwikkeling van hoëprestasie magnesiumlegerings en hul vormings- en verwerkingstegnologieë vir die vervaardiging van robotonderdele van groot belang vir die vermindering van die kwaliteit van robotbewegende onderdele, die verbetering van die akkuraatheid van beweging en die bereiking van energiebesparing.

In Oktober 2015 het Beijing Universiteit van Tegnologie die "Big Scientific Research Advancement Program-Intelligent Robots" geloods in reaksie op die huidige navorsingstatus en ontwikkelingsvooruitsigte op die gebied van robotika. Benewens die belangrikste algemene sleuteltegnologieë, sleutelkomponente, volledige masjien-R&D en geïntegreerde toepassings van intelligente robotte, fokus die program op die navorsing. 'n Opvallende kenmerk is dat dit die "ligte materiale vir robotte" beklemtoon wat deur magnesiumlegeringsmateriale verteenwoordig word. sleuteltegnologienavorsing". 

Die "groot navorsingsbevorderingsplan" maak staat op die R&D-span en R&D-platformvoordele van die Skool vir Materiaalwetenskap en Tegnologie van die Beijing Universiteit van Tegnologie op die gebied van ligte magnesiumlegeringsmateriale vir meer as tien jaar, en gebruik hoëprestasie-magnesium soos bv. soos Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr, ens. Gebaseer op die navorsingsresultate van legeringsmateriaalontwerp, fynstruktuurbeheer, plastiekvormmeganisme, ens., gerig op die behoeftes van hoëwaarde-toegevoegde mediese robotte en huishoudelike robotte in terme van materiaal-liggewig, en die ontwikkeling van nuwe hoë-sterkte en hoë-taai magnesiumlegeringsmateriale as die doel om hoëprestasie-magnesiumlegeringsonderdele te ontwikkel wat in huishoudelike diensrobotte gebruik word, soos mediese/huishouding, ens., fokus op die liggewig van sulke robotarms en ander bewegende dele, en besef geleidelik die algehele gewigsvermindering van tuisdiensrobotte.

In die konteks van my land se vervaardigingsbedryf wat industriële opgradering en verouderingstransformasie in die gesig staar, in die volgende tien of selfs dekades, sal die vraag na tradisionele industriële robotte en nuwe huishoudelike diensrobotte aanhou styg, en die robotmarktoepassingspotensiaal is baie beduidend. Die toepassing van liggewig-legeringsmateriale wat deur magnesiumlegerings in robotte verteenwoordig word, hou die voordele in dat dit die manoeuvreerbaarheid van robotte aansienlik verbeter, energieverbruik verminder en bystandtyd verhoog. Dit is een van die belangrike rigtings van robotnavorsing en -ontwikkeling.

Skakel na hierdie artikel: Die toepassing van materiale van magnesiumlegering in liggewig robotte

Herdrukverklaring: as daar geen spesiale instruksies is nie, is alle artikels op hierdie webwerf oorspronklik. Dui die bron vir herdruk aan: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® bied 'n volledige reeks Custom Precision cnc bewerking china dienste.ISO 9001: 2015 & AS-9100 gesertifiseer. 3, 4 en 5-as vinnige presisie CNC bewerking dienste insluitend maal, draai na kliënt se spesifikasies, in staat om metaal- en plastiek-bewerkte onderdele met +/- 0.005 mm verdraagsaamheid te hê. Sekondêre dienste sluit in CNC en konvensionele slyp, boor,sterf beslissende,plaatmetaal en stempel.Verskaffing van prototipes, volledige produksielopies, tegniese ondersteuning en volledige inspeksie.Bedien die motor, Ruimte, vorm & toebehore, gelei beligting,mediesefiets, en verbruiker elektroniese bedrywe. Vertel ons 'n bietjie oor die begroting en verwagte afleweringstyd van u projek. Ons sal saam met u strategiseer om die mees koste-effektiewe dienste te lewer om u te bereik. Welkom om ons te kontak ( sales@pintejin.com ) direk vir u nuwe projek.