Застосування матеріалів із сплаву магнію в полегшених роботах

1. Розробка та стан застосування роботів

Оскільки розвиток роботів продовжує розвиватися, застосування роботів розширилося від найперших галузей промисловості до медицини та охорони здоров’я, життєдіяльності, дослідження космосу та океану, військових та розваг тощо. Робототехніка не лише підштовхне виробничу промисловість до нового етапі, але також відкриє швидкий розвиток технології автоматизації невиробничої сфери.

В даний час Сполучені Штати, Японія, Європа, Південна Корея та інші промислові держави роблять прориви в технологіях робототехніки і сприяють розвитку індустрії робототехніки на важливу стратегічну позицію в розвитку науки і техніки в усіх країнах. У «Зроблено в Китаї 2025» Китай також розглядає «верстати та роботи високого класу з ЧПУ» як одну з 10 ключових областей розвитку та пропонує «зосередитися на промислових роботах, спеціальностях, таких як автомобілі, машини, електроніка, небезпечні вантажі». обробна, національна оборонна, військова, хімічна та легка промисловість. 

Потреби в застосуванні роботів, а також сервісних роботів, таких як медичні та медичні, домашні послуги, освіта та розваги, активно досліджують та розробляють нові продукти, а також сприяють стандартизації та модульній розробці роботів.» «Національний середній і довгостроковий Опис програми розвитку науки та технологій (2006-2020)» також чітко розглядає сервісних роботів як стратегічний високотехнологічний пріоритет для майбутнього розвитку та пропонує «зосередитися на вимогах до застосування сервісних роботів, методах проектування досліджень, виробничих процесах та інтелектуальному управлінні. Поширені базові технології, такі як інтеграція з прикладними системами» [5]. 

Нині середня щільність промислових роботів, що використовуються у світовій обробній промисловості, становить 55 одиниць на 10,000 36 працівників, тоді як щільність промислових роботів у Китаї становить лише 10,000 одиниць на 2020 80 працівників. З огляду на викладене вище, «машинна заміна» стала загальною тенденцією. У Гуанчжоу, представника обробної промисловості в дельті річки Чжуцзян, уряд запропонував до XNUMX року більше XNUMX% виробничих підприємств міста використовувати промислових роботів та інтелектуальне обладнання.

Крім того, що широко використовується в таких процесах, як штампування, зварювання та автоматизовані складальні лінії у обробній промисловості, роботи також можна використовувати для заміни традиційних ручних завдань, таких як шліфування, складне зварювання та полірування. Apple використовує двох електронних роботів KUKA, щоб двічі полірувати зовнішній вигляд Mac Pro, щоб створити дзеркальну поверхню. 

Після завершення зовнішнього полірування робот також полірує внутрішню частину корпусу Mac Pro, як показано на малюнку 1. Зварювальні роботи відіграли надзвичайно важливу роль у високоякісному та ефективному зварюванні корпусу та поступово перетворюються на автоматизацію. . Південна Корея взяла на озброєння мобільного корабельного зварювального робота Rail Runner на базі КПК, який може увійти в закриту конструкцію корабля з подвійним корпусом, який потрібно зварити, і працювати в суворих зварювальних умовах токсичного газу та високої температури замість ручного. автоматичне зварювання. 

PTJ — це всеосяжне високотехнологічне підприємство, яке спирається на технічну базу Китайської академії наук і зосереджується на оптимізації дизайну деталей інтелектуальних роботів, виробництві, а також внутрішніх і зовнішніх продажах. Команда компанії була створена в 2010 році і вже давно займається обробкою високоточних, важких і легко деформованих металевих і пластикових деталей, а також малим і середнім виробництвом і виробництвом легких сплавів і композиційних матеріалів (таких як як магнієво-літієвий сплав, магнієво-алюмінієвий сплав, вуглецеве волокно тощо). А також послуги із закупівлі та налаштування деталей для роботів.

Застосування роботів у невиробничих галузях також стає все більш різноманітним. Amazon оснастила понад 15,000 3 колісних роботів Kiva у своєму розподільному центрі для автоматизації складу, як показано на малюнку 2. Ці роботи рухаються швидко й тихо. Отримавши цифрові інструкції, передані центральним комп’ютером по бездротовому зв’язку, вони сканують етикетки зі штрих-кодом на землі, щоб пройти через них, ковзають під полиці, а потім надсилають їх збирачам. Підводний робот R4D4000, розроблений Японією, має максимальну глибину занурення в XNUMX м, може збирати дані автономно і може використовуватися для підводних вулканів, корабельних уламків і родовищ корисних копалин. 

Серії попередньо запрограмованих і керованих підводних роботів CR-01 і CR-02, які співпрацюють з Росією Шеньянським інститутом автоматизації Китайської академії наук, мають максимальну глибину занурення 6000 м і завершили дослідження Тихого океану. . З точки зору космічних роботів, Robonaut, робот, розроблений NASA в США, замінить астронавтів у позакорабельній роботі, і його швидкість реагування швидше, ніж у людей, і він адаптується до непередбачених надзвичайних ситуацій.

Зараз Китай вступив у суспільство старіння, а проблеми медичної допомоги, реабілітації та допомоги інвалідам, викликані старінням структури населення, також спричинили величезний економічний та ресурсний тиск на все суспільство. Хірургічні роботи, представлені роботами да Вінчі, представляють найвищий рівень сучасних медичних роботів, а також показують широкі перспективи застосування медичних роботів. 

Роботи-екзоскелети також показали свої переваги в допомозі людям похилого віку та інвалідам ходити. Потенціал застосування. Що стосується медичних роботів, то багато лікарень, таких як Південно-Західна лікарня в моїй країні, використовують капсульних ендоскопічних роботів замість традиційних гастроскопів для шлунково-кишкових досліджень. Робот розміром лише з капсулу. Після перорального прийому пацієнта лікар може спостерігати за внутрішніми сторонами шлунково-кишкового тракту на 360° через екран дисплея, і обстеження може бути завершено приблизно за 15 хвилин, що не тільки робить пацієнта більш комфортним, але й заважає одноразовій капсулі перехресне зараження і є більш гігієнічним і безпечним. . 

Що стосується роботів для літніх людей, робот-костюм HAL, робот із екзоскелетом від Cyberdyne of Japan, може допомогти пацієнтам із труднощами при ходьбі досягти реабілітації, а також підходить для допомоги літнім людям у ходьбі. Робот може допомогти користувачеві повністю стояти, ходити, хапати й піднімати важкі предмети тощо. Дія та безперервний час роботи може досягати 280 хв.

2. Матеріали для роботи та їх легкі тенденції

В даний час різні сорти металевих матеріалів є першим вибором матеріалів для різних конструктивних частин роботів, таких як чавун, легована сталь, нержавіюча сталь, алюмінієвий сплав та титановий сплав. Перше врахування при розробці та використанні професійних роботів, представлених традиційними промисловими роботами, полягає в тому, що вони повинні мати достатню міцність. Тому більшість їх конструкційних частин виготовляється з різних видів чавуну, легованої сталі та інших матеріалів, а частина — з алюмінієвих сплавів і композиційних матеріалів. Зачекайте.

Беручи до уваги високі вимоги робота виявлення та рятування щодо зменшення власної ваги, швидкого та стабільного руху тощо, після заміни сталі 45# на лляне волокно, армовану натуральними волокнами, термопластичну смоляну матрицю або термореактивний смоляний композитний матеріал для виготовлення основного кузова робота-детектора, маса основного корпусу зменшена до 45 кг, що на 190.5 кг менше, ніж маса тіла оригінального автомобіля, а швидкість зниження ваги досягає 80.9%. Роботи для домашнього обслуговування мають дещо нижчі вимоги до міцності матеріалу, але мають більші вимоги до ваги робота або портативності. Тому в базовій структурі сервісних роботів переважно використовуються матеріали з алюмінієвого сплаву. Наприклад, конструкція руки сервісного робота для людей похилого віку виготовлена ​​з алюмінієвого сплаву 7075. 

Легка конструкція кронштейна реалізована шляхом оптимізації конструкції, а вимоги до її продуктивності гарантовані. Будучи представником роботів з обмеженими можливостями, роботи з екзоскелетом мають більш високі вимоги до зниження ваги та транспортабельності. Наприклад, екзоскелетний робот EKSO (Малюнок 5) використовує алюміній і титановий сплав як свою механічну структуру, а його загальна вага становить лише близько 23 кг. Автономний екзоскелет нижніх кінцівок PRMI для зниження ваги Університету електронних наук і технологій моєї країни також виготовлений з алюмінієвого сплаву.

Коротше кажучи, щоб задовольнити потреби більш легкої, високоефективної та зручної роботи з роботами, легкі роботи є тенденцією майбутнього розвитку. Крім легкої конструкції конструкції, більш важливі легкі матеріали. У порівнянні з легкою конструкцією, легкий матеріал робить робота більшим потенціалом для зниження ваги та більш широким діапазоном застосувань.

3. Переваги застосування легких магнієвих матеріалів на роботах

Металеві матеріали, які робот може вибрати, в основному включають сталь, алюмінієвий сплав, магнієвий сплав, титановий сплав тощо. Оскільки щільність сталевих матеріалів досягає 7.8 г/см3, хоча невелика кількість рухомих частин робота використовує титан. леговані матеріали (4.5 г/см3) або матеріали алюмінієвих сплавів (2.7 г/см3) замість сталевих матеріалів, щільність титанових сплавів все ще відносно висока. Висока і дорога, щільність алюмінієвого сплаву також вище, ніж у магнієвого сплаву.

Як найлегший металевий конструкційний матеріал, магній або магнієвий сплав має щільність 2/3 щільності алюмінію, що менше ніж 1/4 щільності сталі. Для полікарбонатних композитів, що містять 30% скловолокна, щільність магнію не перевищує його 10%. Крім того, запаси залізних та алюмінієвих ресурсів моєї країни становлять лише 18.7% і 2.3% від світових пропорцій, але ресурси магнієвої руди моєї країни є найбагатшими у світі, і застосування магнієвих матеріалів має унікальні переваги в ресурсах. Таким чином, матеріали з магнію та магнієвих сплавів мають значні переваги у зниженні ваги, покращенні маневреності та витривалості робота завдяки своїй невеликій вазі та високій питомій міцності. Вони є одним з найбільш ідеальних матеріалів для виготовлення роботів.

Легка вага матеріалів робота може значно покращити його маневреність і підвищити ефективність роботи, підкреслюючи переваги роботів у зменшенні інерції руху, покращенні робочої швидкості та точності руху. ASIMO третього покоління (Малюнок 6) японської компанії Honda виготовлений з легкого сплаву, а його корпус виготовлений з магнієвого сплаву. Це значно зменшує власну вагу робота, а швидкість його ходьби збільшується з 1.6 км/год до 2.5. км/год, максимальна швидкість бігу досягала 3 км/год.

Хоча матеріали з магнієвого сплаву спочатку використовувалися в роботах, одним із важливих вузьких місць, які обмежують застосування матеріалів з магнієвого сплаву в області деталей роботів, є те, що міцність і міцність існуючих марок магнієвих сплавів нижча, ніж у сталі та алюмінію. сплави. У вимогах до роботи матеріалів все ще існує розрив, і повністю замінити сталь, алюмінієвий сплав та інші матеріали неможливо. Тому розробка високоефективних магнієвих сплавів та технологій їх формування та обробки для виготовлення деталей роботів має велике значення для зниження якості рухомих частин робота, підвищення точності руху та досягнення енергозбереження.

У жовтні 2015 року Пекінський технологічний університет запустив «Велику програму розвитку наукових досліджень – інтелектуальні роботи» у відповідь на поточний стан досліджень та перспективи розвитку в галузі робототехніки. На додаток до основних загальних ключових технологій, ключових компонентів, комплексних досліджень і розробок машин та інтегрованих застосувань інтелектуальних роботів, програма фокусується на дослідженнях. Примітною особливістю є те, що він підкреслює «легкі матеріали для роботів», представлені матеріалами з магнієвого сплаву. дослідження ключових технологій». 

"Великий план просування досліджень" спирається на переваги команди досліджень і розробок і платформи досліджень і розробок Школи матеріалознавства і технологій Пекінського технологічного університету в області легких матеріалів з магнієвого сплаву протягом більше десяти років, а також використовує високоефективний магній, наприклад як Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr тощо. На основі результатів досліджень конструювання матеріалів сплавів, контролю тонкої структури, механізму формування пластмас тощо, спрямованих на потреби медичних роботів з високою доданою вартістю та Домашні роботи з точки зору полегшення матеріалу та розробка нових високоміцних і високоміцних матеріалів з магнієвого сплаву з метою розробки високоефективних деталей з магнієвого сплаву, які використовуються в роботах побутового обслуговування, таких як медичні/домашні роботи тощо, зосереджені на легких таких ручок роботів та інших рухомих частин, і поступово досягти загального зниження ваги роботів домашнього обслуговування.

У контексті виробничої промисловості моєї країни, яка стикається з модернізацією промисловості та трансформацією суспільства зі старінням, у наступні десять чи навіть десятиліть попит на традиційних промислових роботів та нових роботів для побутових послуг продовжуватиме зростати, а потенціал застосування на ринку роботів є дуже значним. Застосування в роботах легких сплавів, представлених магнієвими сплавами, має переваги, що значно покращують маневреність роботів, зменшують споживання енергії та збільшують час очікування. Це один із важливих напрямків досліджень і розробок роботів.

Посилання на цю статтю: Застосування матеріалів із сплаву магнію в полегшених роботах

Заява про передрук: якщо немає спеціальних інструкцій, усі статті на цьому сайті оригінальні. Будь ласка, вкажіть джерело для передруку: https://www.cncmachiningptj.com/，дякую！

PTJ® забезпечує повний спектр спеціальної точності ЧПУ обробляючий Китай послуги. Сертифіковано ISO 9001: 2015 та AS-9100. Швидка точність 3, 4 та 5 осей Обробка з ЧПУ послуги, включаючи фрезерування, звернення до технічних вимог замовника, здатність обробляти деталі з металу та пластику з допуском +/- 0.005 мм. До вторинних послуг належать ЧПУ та звичайне шліфування, свердління,лиття під тиском,листовий метал Надання прототипів, повний цикл виробництва, технічна підтримка та повний огляд автомобільний, авіаційно-космічний, цвіль і пристосування, світлодіодне освітлення,медичний, велосипед та споживач електроніка галузей. Своєчасна доставка. Розкажіть нам трохи про бюджет вашого проекту та очікуваний час доставки. Ми з вами розробимо стратегію надання найбільш економічно вигідних послуг, які допоможуть вам досягти своєї мети. Ласкаво просимо зв’язатися з нами ( sales@pintejin.com ) безпосередньо для вашого нового проекту.