Hafif Robotlarda Magnezyum Alaşımlı Malzemelerin Uygulanması

1. Robotların geliştirme ve uygulama durumu

Robotların gelişimi olgunlaşmaya devam ettikçe, robotların uygulanması en eski endüstriyel alanlardan tıp ve sağlık, yaşam hizmetleri, uzay ve okyanus araştırmaları, askeri ve eğlence vb. alanlara genişledi. Robotik sadece imalat endüstrisini yeni bir sektöre itmekle kalmayacak aşama değil, aynı zamanda imalat dışı otomasyon teknolojisinin hızlı gelişimine de öncülük edecek.

Şu anda, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya, Avrupa, Güney Kore ve diğer endüstriyel güçler, robot teknolojisinde atılımlar yapmakta ve tüm ülkelerde bilim ve teknolojinin gelişmesinde önemli bir stratejik konumda robotik endüstrisinin gelişimini teşvik etmektedir. Çin, "Made in China 2025" belgesinde ayrıca "yüksek kaliteli CNC takım tezgahları ve robotları" 10 temel geliştirme alanından biri olarak görüyor ve "endüstriyel robotlara, otomobiller, makineler, elektronikler, tehlikeli mallar gibi uzmanlıklara odaklanmayı" teklif ediyor. imalat, ulusal savunma, askeri, kimya ve hafif endüstriler. 

Robotların yanı sıra tıp ve sağlık, ev hizmetleri, eğitim ve eğlence gibi hizmet robotlarının uygulama ihtiyaçları, aktif olarak yeni ürünler araştırır ve geliştirir ve robotların standardizasyonunu ve modüler gelişimini teşvik eder." "Ulusal Orta ve Uzun Vadeli Bilim ve Teknoloji Geliştirme Programı Anahattı (2006-2020)" ayrıca hizmet robotlarını gelecekteki gelişim için stratejik bir yüksek teknoloji önceliği olarak görüyor ve "hizmet robotu uygulama gereksinimlerine, araştırma tasarım yöntemlerine, üretim süreçlerine ve akıllı kontrole odaklanmayı" öneriyor. Uygulama sistemleriyle entegrasyon gibi ortak temel teknolojiler" [5]. 

Şu anda dünya imalat endüstrisinde kullanılan endüstriyel robotların ortalama yoğunluğu 55 çalışan başına 10,000 adet iken, Çin'deki endüstriyel robotların yoğunluğu 36 çalışan başına sadece 10,000 adettir. Yukarıdaki arka plan ışığında, "makine ikamesi" genel eğilim haline geldi. Pearl River Deltası'ndaki imalat endüstrisinin temsilcisi Guangzhou'da hükümet, 2020 yılına kadar şehirdeki imalat işletmelerinin %80'inden fazlasının endüstriyel robotlar ve akıllı ekipman kullanmasını önerdi.

gibi işlemlerde yaygın olarak kullanılmasının yanı sıra preslemeÜretim endüstrisindeki , kaynak ve otomatik montaj hatlarında robotlar, taşlama, karmaşık kaynaklama ve cilalama gibi geleneksel manuel görevlerin yerini almak için de kullanılabilir. Apple, ayna benzeri bir yüzey oluşturmak için Mac Pro'nun görünümünü iki kez cilalamak için iki KUKA elektronik robotu kullanır. 

Dış polisaj tamamlandıktan sonra robot, Şekil 1'de gösterildiği gibi Mac Pro kabuğunun içini de cilalayacaktır. Kaynak robotları, yüksek kaliteli ve verimli gövde kaynağı üretiminde son derece önemli bir rol oynamıştır ve yavaş yavaş otomasyona dönüşmektedir. . Güney Kore, kaynaklanması gereken çift gövdeli bir geminin kapalı yapısına girebilen ve manuel yerine zehirli gaz ve yüksek sıcaklıktan oluşan zorlu kaynak ortamında çalışabilen PDA tabanlı bir mobil gemi kaynak robotu Rail Runner'ı benimsedi. otomatik kaynak. 

PTJ, Çin Bilimler Akademisi'nin teknik geçmişine dayanan ve akıllı robot parça tasarımı optimizasyonu, üretimi ve yurt içi ve yurt dışı satışlarına odaklanan kapsamlı bir yüksek teknoloji kuruluşudur. Şirket ekibi 2010 yılında kurulmuştur ve uzun süredir yüksek hassasiyetli, yüksek zorluk derecesine sahip ve kolayca deforme olabilen metal ve plastik parçaların işlenmesine ve hafif alaşım ve kompozit malzemelerin (örneğin, magnezyum-lityum alaşımı, magnezyum-alüminyum alaşımı, karbon fiber vb.) parçalar. Ve robot parçaları tedarik ve özelleştirme hizmetleri.

Robotların imalat dışı endüstrilerdeki uygulamaları da giderek daha çeşitli hale geliyor. Amazon, Şekil 15,000'te gösterildiği gibi depo otomasyonunu gerçekleştirmek için dağıtım merkezinde 3'den fazla Kiva tekerlekli robotu donattı. Bu robotlar hızlı ve sessiz hareket eder. Merkezi bilgisayar tarafından kablosuz olarak iletilen dijital talimatları aldıktan sonra, yürümek için yerdeki barkod etiketlerini tarar, rafların altına kaydırır ve ardından toplayıcılara gönderir. Japonya tarafından geliştirilen R2D4 sualtı robotu maksimum 4000m dalış derinliğine sahip, otonom olarak veri toplayabiliyor ve denizaltı volkanları, batıklar ve maden yatakları için kullanılabiliyor. 

Çin Bilimler Akademisi Shenyang Otomasyon Enstitüsü tarafından Rusya ile işbirliği yapan CR-01 ve CR-02 serisi önceden programlanmış ve kontrollü sualtı robotları, maksimum 6000m dalış derinliğine sahip ve Pasifik Okyanusu araştırmasını tamamladı. . Uzay robotları açısından ABD'de NASA tarafından geliştirilen bir robot olan Robonaut, araç dışı çalışmalarda astronotların yerini alacak ve tepki hızı insanlardan daha hızlı, öngörülemeyen acil durumlara uyum sağlıyor.

Şu anda Çin, yaşlanan bir topluma girmiştir ve yaşlanan nüfus yapısının neden olduğu tıbbi bakım, rehabilitasyon ve engellilere yardım sorunları da tüm topluma büyük ekonomik ve kaynak baskıları getirmiştir. Da Vinci robotları tarafından temsil edilen cerrahi robotlar, mevcut tıbbi robotların en üst seviyesini temsil eder ve ayrıca tıbbi robotların geniş uygulama beklentilerini gösterir. 

Dış iskelet robotları, yaşlıların ve engellilerin yürümesine yardımcı olmadaki avantajlarını da göstermiştir. Uygulama potansiyeli. Tıbbi robotlar açısından ülkemde Southwest Hospital gibi birçok hastane gastrointestinal muayenelerde geleneksel gastroskoplar yerine kapsül endoskopi robotlarını kullanmaktadır. Robot sadece bir kapsül büyüklüğünde. Hasta ağızdan alındıktan sonra doktor, sindirim sisteminin içini 360° görüntüleme ekranından görebilir ve muayene yaklaşık 15 dakika içinde tamamlanabilir, bu da hastayı daha rahat ettirmekle kalmaz, tek kullanımlık kapsülü de önler. çapraz enfeksiyon ve daha hijyenik ve güvenlidir. . 

Yaşlılar için robotlar açısından, Cyberdyne of Japan'dan bir dış iskelet robotu olan Robot Suit HAL, yürüme güçlüğü çeken hastalara rehabilitasyon sağlamak için yardımcı olabilir ve aynı zamanda yaşlıların yürümesine yardımcı olmak için de uygundur. Robot, kullanıcının ayakta durmasını, yürümesini, ağır nesneleri kavramasını ve kaldırmasını vb. tamamlamasına yardımcı olabilir. Eylem ve sürekli çalışma süresi 280 dakikaya ulaşabilir.

2. Robot malzemeleri ve hafif trendleri

Şu anda, dökme demir, alaşımlı çelik, paslanmaz çelik, alüminyum alaşımı ve titanyum alaşımı gibi çeşitli robot yapısal parçaları için çeşitli derecelerde metal malzemeler ilk tercihtir. Geleneksel endüstriyel robotlarla temsil edilen profesyonel robotların tasarımında ve kullanımında göz önünde bulundurulması gereken ilk şey, yeterli güce sahip olmaları gerektiğidir. Bu nedenle, yapısal parçalarının çoğu çeşitli tipte dökme demir, alaşımlı çelik ve diğer malzemelerden, bazı parçaları ise alüminyum alaşımlı ve kompozit malzemelerden yapılmıştır. Beklemek.

45 # çeliği keten lifi ile değiştirdikten sonra, kendi ağırlığını azaltmak, hızlı ve kararlı hareket vb. Algılama robotunun gövdesi, ana gövdenin kütlesi, orijinal otomobil gövdesi kütlesinden 45 kg daha az olan 190.5 kg'a düşürülür ve ağırlık azaltma oranı %80.9 kadar yüksektir. Ev hizmeti robotları, malzeme gücü için biraz daha düşük gereksinimlere sahiptir, ancak robot ağırlığı veya taşınabilirliği için daha fazla gereksinime sahiptir. Bu nedenle servis robotlarının temel yapısında çoğunlukla alüminyum alaşımlı malzemeler kullanılır. Örneğin yaşlılar için bir hizmet robotunun kol yapısı 7075 alüminyum alaşımından yapılmıştır. 

Kolun hafif tasarımı, yapı optimize edilerek gerçekleştirilir ve performans gereksinimleri garanti edilir. Engelli robotların bir temsilcisi olarak, dış iskelet robotları, ağırlık azaltma ve taşınabilirlik için daha yüksek gereksinimlere sahiptir. Örneğin, EKSO (Şekil 5) dış iskelet robotu, mekanik yapısı olarak alüminyum ve titanyum alaşımı kullanır ve toplam ağırlığı sadece 23 kg'dır. Ülkemdeki Elektronik Bilimi ve Teknolojisi Üniversitesi'nin PRMI otonom ağırlık azaltıcı dış iskelet alt ekstremite robotu da alüminyum alaşımdan yapılmıştır.

Kısacası, robotların daha hafif, yüksek verimli ve rahat çalışma ihtiyaçlarını karşılamak için hafif robotlar geleceğin gelişme trendidir. Hafif yapısal tasarıma ek olarak, hafif malzemeler daha önemlidir. Hafif yapı ile karşılaştırıldığında, hafif malzeme, robotun ağırlık azaltma ve daha geniş bir uygulama yelpazesi için daha büyük bir potansiyele sahip olmasını sağlar.

3. Hafif magnezyum malzemelerin robotlara uygulama avantajları

Robotun seçebileceği metal malzemeler arasında çelik, alüminyum alaşımı, magnezyum alaşımı, titanyum alaşımı vb. bulunur. Çelik malzemelerin yoğunluğu 7.8 g/cm3 kadar yüksek olduğundan, robotun az sayıda hareketli parçası titanyum kullanır. çelik malzemeler yerine alaşımlı malzemeler (4.5g/cm3) veya alüminyum alaşımlı malzemeler (2.7g/cm3), titanyum alaşımlarının yoğunluğu hala nispeten yüksektir. Yüksek ve pahalı, alüminyum alaşımının yoğunluğu da magnezyum alaşımından daha yüksektir.

En hafif metal yapı malzemesi olarak, magnezyum veya magnezyum alaşımı, çeliğin 2/3'ünden daha az olan alüminyumun 1/4'ü kadar yoğunluğa sahiptir. %30 cam elyaf içeren polikarbonat kompozitler için magnezyum yoğunluğu %10'unu geçmez. Ayrıca, ülkemin demir ve alüminyum kaynak rezervleri dünya oranlarının sadece %18.7'sini ve %2.3'ünü oluşturuyor, ancak ülkemin magnezyum cevheri kaynakları dünyanın en zenginleri ve magnezyum malzemelerinin uygulanması benzersiz kaynak avantajlarına sahip. Bu nedenle magnezyum ve magnezyum alaşımlı malzemeler, hafiflikleri ve yüksek özgül güçleri nedeniyle ağırlığı azaltmada, robotun manevra kabiliyetini ve dayanıklılığını artırmada önemli avantajlara sahiptir. Robot üretimi için en ideal malzemelerden biridir.

Robot malzemelerinin hafifliği, manevra kabiliyetini büyük ölçüde iyileştirebilir ve iş verimliliğini artırabilir, robotların hareket ataletini azaltma, çalışma hızını ve hareket doğruluğunu iyileştirmedeki avantajlarını vurgular. Japon Honda Company'nin üçüncü nesil ASIMO'su (Şekil 6) hafif alaşımdan, kabuğu ise magnezyum alaşımından yapılmıştır. Bu, robotun kendi ağırlığını büyük ölçüde azaltır ve yürüme hızı 1.6 km/s'den 2.5'e çıkarılır. km/s, maksimum çalışma hızı 3km/s'ye ulaştı.

Magnezyum alaşımlı malzemeler başlangıçta robotlarda uygulanmış olsa da, magnezyum alaşımlı malzemelerin robot parçaları alanında uygulanmasını kısıtlayan önemli darboğazlardan biri hala mevcut magnezyum alaşım kalitelerinin mukavemet ve tokluğunun çelik ve alüminyumdan daha düşük olmasıdır. alaşımlar. Robot malzemelerinin performans gereksinimlerinde hala bir boşluk var ve çelik, alüminyum alaşımı ve diğer malzemeleri tamamen değiştirmek mümkün değil. Bu nedenle, robot parçalarının üretimi için yüksek performanslı magnezyum alaşımlarının ve bunların şekillendirme ve işleme teknolojilerinin geliştirilmesi, robot hareketli parçalarının kalitesinin düşürülmesi, hareket doğruluğunun iyileştirilmesi ve enerji tasarrufunun sağlanması için büyük önem taşımaktadır.

Ekim 2015'te Pekin Teknoloji Üniversitesi, robotik alanındaki mevcut araştırma durumuna ve geliştirme beklentilerine yanıt olarak "Büyük Bilimsel Araştırma Geliştirme Programı-Akıllı Robotlar"ı başlattı. Başlıca ortak anahtar teknolojilere, temel bileşenlere, eksiksiz makine Ar-Ge'sine ve akıllı robotların entegre uygulamalarına ek olarak, program araştırmaya odaklanır. Kayda değer bir özellik, magnezyum alaşımlı malzemelerle temsil edilen “robotlar için hafif malzemeleri” vurgulamasıdır. anahtar teknoloji araştırması". 

"Büyük araştırma geliştirme planı", on yıldan fazla bir süredir hafif magnezyum alaşımlı malzemeler alanında Pekin Teknoloji Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Okulu'nun Ar-Ge ekibine ve Ar-Ge platformu avantajlarına dayanıyor ve yüksek performanslı magnezyum kullanıyor. Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr, vb. olarak alaşımlı malzeme tasarımı, ince yapı kontrolü, plastik şekillendirme mekanizması vb. araştırma sonuçlarına dayanarak, yüksek katma değerli tıbbi robotların ihtiyaçlarını hedefleyen ve malzeme hafifliği açısından yerli robotlar ve tıbbi/temizlik vb. gibi ev hizmet robotlarında kullanılan yüksek performanslı Magnezyum alaşımlı parçalar geliştirme hedefi olarak yeni yüksek mukavemetli ve yüksek tokluğa sahip magnezyum alaşımlı malzemelerin geliştirilmesi, hafifliğe odaklanmak Bu tür robot kollarının ve diğer hareketli parçaların ve yavaş yavaş ev hizmet robotlarının toplam ağırlık azalmasının gerçekleştirilmesi.

Ülkemin imalat sanayiinin endüstriyel iyileştirme ve yaşlanan toplum dönüşümü bağlamında önümüzdeki on hatta on yıl içinde geleneksel endüstriyel robotlara ve yeni ev hizmet robotlarına olan talep artmaya devam edecek ve robot pazarı uygulama potansiyeli çok önemli. Magnezyum alaşımlarıyla temsil edilen hafif alaşımlı malzemelerin robotlarda uygulanması, robotların manevra kabiliyetini önemli ölçüde iyileştirme, enerji tüketimini azaltma ve bekleme süresini artırma avantajlarına sahiptir. Robot araştırma ve geliştirmenin önemli yönlerinden biridir.

Bu makaleye bağlantı: Hafif Robotlarda Magnezyum Alaşımlı Malzemelerin Uygulanması

Yeniden Baskı Bildirimi: Özel bir talimat yoksa, bu sitedeki tüm makaleler orijinaldir. Lütfen yeniden basılacak kaynağı belirtin:https://www.cncmachingptj.com/,teşekkürler！

PTJ®, eksiksiz bir Özel Hassasiyet yelpazesi sunar cnc işleme çin hizmetler.ISO 9001:2015 &AS-9100 sertifikalı. 3, 4 ve 5 eksenli hızlı hassasiyet CNC'de işleme frezeleme, müşteri spesifikasyonlarına göre tornalama hizmetleri, +/- 0.005 mm toleransla metal ve plastik işlenmiş parçalar üretebilme. İkincil hizmetler arasında CNC ve konvansiyonel taşlama, delme,döküm,metal levha ve damgalama.Prototipler, tam üretim çalışmaları, teknik destek ve tam denetim sağlamak. otomotiv, havacılık, kalıp ve fikstür, led aydınlatma,tıbbi, bisiklet ve tüketici elektronik endüstriler. Zamanında teslimat. Bize projenizin bütçesi ve tahmini teslimat süresi hakkında biraz bilgi verin. Hedefinize ulaşmanıza yardımcı olacak en uygun maliyetli hizmetleri sunmak için sizinle birlikte strateji oluşturacağız, Bize Hoş Geldiniz ( satış@pintejin.com ) doğrudan yeni projeniz için.