יישום חומרי סגסוגת מגנזיום ברובוטים קלים

1. מצב הפיתוח והיישום של רובוטים

ככל שפיתוח הרובוטים ממשיך להתבגר, יישום הרובוטים התרחב מתחומי התעשייה המוקדמים ביותר לרפואה ובריאות, שירותי חיים, חקר חלל ואוקיינוס, צבא ובידור וכו '. הרובוטיקה לא רק תדחוף את תעשיית הייצור לחדש שלב, אך גם יוביל את הפיתוח המהיר של טכנולוגיית אוטומציה שאינה מייצרת.

כיום, ארצות הברית, יפן, אירופה, דרום קוריאה ומעצמות תעשייתיות אחרות מציבות פריצות דרך בטכנולוגיית הרובוטיקה ומקדמות את התפתחות תעשיית הרובוטיקה בעמדה אסטרטגית חשובה בפיתוח המדע והטכנולוגיה בכל המדינות. ב "תוצרת סין 2025" סין מתייחסת גם ל"כלי מכונות CNC ורובוטים מתקדמים "כאחד מ -10 תחומי הפיתוח המרכזיים, ומציעה" התמקדות ברובוטים תעשייתיים, התמחויות, כגון מכוניות, מכונות, אלקטרוניקה, סחורות מסוכנות. תעשיות ייצור, הגנה לאומית, צבאית, כימית ותעשיות קלות. 

צרכי היישום של רובוטים, כמו גם רובוטי שירות כגון רפואי ובריאות, שירותי בית, חינוך ובידור, מחקר פעיל ופיתוח מוצרים חדשים, וקידום סטנדרטיזציה ופיתוח מודולרי של רובוטים. "הלאומי" לטווח הבינוני והארוך מתווה תוכנית הפיתוח למדע וטכנולוגיה (2006-2020) "רואה ברובוטות שירות גם בבירור עדיפות אסטרטגית להייטק לפיתוח עתידי, ומציע" התמקדות בדרישות יישום רובוט שירות, שיטות עיצוב מחקרים, תהליכי ייצור ובקרה חכמה. טכנולוגיות בסיסיות נפוצות כגון שילוב עם מערכות יישומים "[5]. 

כיום הצפיפות הממוצעת של רובוטים תעשייתיים המשמשים בתעשיית הייצור העולמית היא 55 יחידות לכל 10,000 עובדים, בעוד שצפיפות הרובוטים התעשייתיים בסין היא 36 יחידות בלבד לכל 10,000 עובדים. לאור הרקע הנ"ל, "החלפת מכונות" הפכה למגמה הכללית. בגואנגג'ואו, נציג תעשיית הייצור בדלתא של נהר הפנינה, הציעה הממשלה כי עד 2020, יותר מ -80% ממפעלי הייצור בעיר צריכים להשתמש ברובוטים תעשייתיים וציוד חכם.

בנוסף להיותו בשימוש נרחב בתהליכים כגון הַטבָּעָה, ריתוך וקווי הרכבה אוטומטיים בתעשיית הייצור, ניתן להשתמש ברובוטים גם להחלפת משימות ידניות מסורתיות כגון שחיקה, ריתוך מורכב וליטוש. אפל משתמשת בשני רובוטים אלקטרוניים של KUKA כדי להבריק את המראה של ה- Mac Pro פעמיים כדי לייצר משטח דמוי מראה. 

לאחר השלמת הליטוש החיצוני, הרובוט גם ילטש את החלק הפנימי של מעטפת ה- Mac Pro, כפי שמוצג באיור 1. רובוטים לריתוך מילאו תפקיד חשוב ביותר בייצור ריתוך גוף איכותי ויעיל, והופכים בהדרגה לאוטומציה. . דרום קוריאה אימצה רובוט ריתוך ספינה נייד מבוסס PDA, שיכול להיכנס למבנה הסגור של ספינה בעלת גוף כפול שצריך לרתך, ולעבוד בסביבת ריתוך קשה של גז רעיל וטמפרטורה גבוהה, במקום ידנית ריתוך אוטומטי. 

PTJ הוא מפעל הייטק מקיף הנשען על הרקע הטכני של האקדמיה הסינית למדעים ומתמקד באופטימיזציה של עיצוב חלקי רובוט חכמים, ייצור ומכירות מקומיות וזרות. צוות החברה הוקם בשנת 2010 ומחויב מזה זמן רב לעיבוד חלקים מתכת ופלסטיק בעלי דיוק גבוה, קושי רב וניתנים לעיוות, וייצור וייצור קטנים ובינוניים של סגסוגת קלה וחומרים מרוכבים (כגון כמו סגסוגת מגנזיום-ליתיום, סגסוגת מגנזיום-אלומיניום, סיבי פחמן וכו '). ושירותי רכש והתאמה אישית של חלקי רובוט.

יישום הרובוטים בתעשיות שאינן מייצרות הופך גם הוא ליותר ויותר מגוון. אמזון ציידה יותר מ -15,000 רובוטים גלגלי קיווה במרכז ההפצה שלה למימוש אוטומציה של מחסן, כפי שמוצג באיור 3. רובוטים אלה נעים במהירות ובשקט. לאחר קבלת הנחיות דיגיטליות המועברות באופן אלחוטי על ידי המחשב המרכזי, הן סורקות את תוויות הברקוד על הקרקע בכדי לעבור דרכן, מחליקות מתחת למדפים ולאחר מכן שולחות אותן אל הקוטפים. רובוט תת -ימי R2D4 שפותח על ידי יפן הוא בעומק צלילה מרבי של 4000 מ ', יכול לאסוף נתונים באופן אוטונומי, והוא יכול לשמש עבור הרי געש צוללים, ספינות טרופות ומרבצים מינרליים. 

סדרות CR-01 ו- CR-02 של רובוטים תת-ימיים מתוכנתים ומבוקרים מראש, בשיתוף פעולה עם רוסיה על ידי מכון שאניאנג לאוטומציה, האקדמיה הסינית למדעים, בעלי עומק צלילה מרבי של 6000 מ ', וסיימו את סקר האוקיינוס ​​השקט. . מבחינת רובוטים בחלל, רובונאוט, רובוט שפותח על ידי נאס"א בארצות הברית, יחליף את האסטרונאוטים בעבודה מחוץ לרכב, ומהירות התגובה שלו מהירה יותר מזו של בני אדם, תוך הסתגלות למקרי חירום בלתי צפויים.

נכון לעכשיו, סין נכנסה לחברה מזדקנת, ובעיות הטיפול הרפואי, השיקום והסיוע לנכים שנגרמו על ידי מבנה האוכלוסייה המזדקן הביאו גם לחצים כלכליים ומשאבים עצומים על החברה כולה. רובוטים כירורגיים המיוצגים על ידי רובוטים דה וינצ'י מייצגים את הרמה הגבוהה ביותר של הרובוטים הרפואיים הנוכחיים, ומראים גם את סיכויי היישום הרחבים של רובוטים רפואיים. 

רובוטים שלד חיצוני הראו גם את היתרונות שלהם בסיוע לקשישים ולנכים ללכת. פוטנציאל יישום. מבחינת רובוטים רפואיים, בתי חולים רבים כגון בית החולים דרום -מערב בארצי משתמשים ברובוטים אנדוסקופיים כמוסה במקום גסטרוסקופים מסורתיים לבדיקות במערכת העיכול. הגודל של הרובוט הוא כמוסה בלבד. לאחר נטילת החולה דרך הפה הרופא יכול להתבונן בחלק הפנימי של מערכת העיכול 360 מעלות דרך מסך התצוגה, וניתן לסיים את הבדיקה תוך כ -15 דקות, מה שלא רק הופך את המטופל לנוח יותר, אלא גם הקפסולה החד פעמית מונעת הדבקה צולבת והיא היגיינית ובטוחה יותר. . 

מבחינת רובוטים לקשישים, חליפת הרובוט HAL, רובוט שלד חיצוני מ- Cyberdyne מיפן, יכולה לסייע לחולים עם קשיי הליכה להשיג שיקום, ומתאימה גם לסיוע לקשישים בהליכה. הרובוט יכול לעזור ללובש להשלים עמידה, הליכה, אחיזה והרמה של חפצים כבדים וכו 'פעולה, וזמן העבודה הרציף יכול להגיע ל -280 דקות.

2. חומרי רובוט והמגמות הקלות שלהם

נכון לעכשיו, דרגות שונות של חומרי מתכת הם הבחירה הראשונה של חומרים עבור חלקים מבניים רובוטיים שונים, כגון ברזל יצוק, פלדת סגסוגת, נירוסטה, סגסוגת אלומיניום וסגסוגת טיטניום. השיקול הראשון בעיצוב ושימוש ברובוטים מקצועיים המיוצגים על ידי רובוטים תעשייתיים מסורתיים הוא שהם צריכים להיות בעלי מספיק כוח. לכן, רוב החלקים המבניים שלהם עשויים סוגים שונים של ברזל יצוק, סגסוגת וחומרים אחרים, וחלקים מסוימים עשויים מסגסוגת אלומיניום וחומרים מרוכבים. לַחֲכוֹת.

בהתחשב בדרישות הגבוהות של רובוט האיתור וההצלה להפחתת משקלו, התנועה המהירה והיציבה וכו ', לאחר החלפת פלדה 45# בסיבי פשתן מטריצת שרף תרמופלסטי מחוזק סיבים או חומר מרוכב שרף תרמו ליצירת העיקרי גוף רובוט הזיהוי, מסת הגוף המרכזית מצטמצמת ל -45 ק"ג, שהם 190.5 ק"ג פחות ממסת הגוף המקורית, ושיעור הפחתת המשקל גבוה עד 80.9%. לרובוטים לשירות הבית יש דרישות קצת יותר נמוכות לחוזק החומר, אך יש להם יותר דרישות למשקל הרובוט או לניידות. לכן, המבנה הבסיסי של רובוטי השירות משתמש בעיקר בחומרי סגסוגת אלומיניום. לדוגמה, מבנה הזרוע של רובוט שירות לקשישים עשוי מסגסוגת אלומיניום 7075. 

העיצוב הקל של הזרוע מתממש על ידי ייעול המבנה, ודרישות הביצועים שלה מובטחות. כנציג רובוטים נכים, לרובוטים שלד חיצוני יש דרישות גבוהות יותר להפחתת משקל וניידות. לדוגמא, הרובוט שלד החיצוני EKSO (איור 5) משתמש בסגסוגת אלומיניום וטיטניום כמבנה המכני שלו, ומשקלו הכולל הוא כ -23 ק"ג בלבד. הרובוט הגופני התחתון החיצוני של השלד החיצוני של ה- PRMI מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה האלקטרונית של ארצי עשוי גם מסגסוגת אלומיניום.

בקיצור, על מנת לענות על הצרכים של קל משקל, יעילות גבוהה יותר ותפעול נוח של רובוטים, רובוטים קלים הם מגמת הפיתוח העתידית. בנוסף לעיצוב מבני קל משקל, חומרים קלים חשובים יותר. בהשוואה למבנה הקל, החומר הקל גורם לרובוט להיות בעל פוטנציאל גדול יותר להפחתת משקל ומגוון רחב יותר של יישומים.

3. יתרונות היישום של חומרי מגנזיום קלים על רובוטים

חומרי המתכת שהרובוט יכול לבחור כוללים בעיקר פלדה, סגסוגת אלומיניום, סגסוגת מגנזיום, סגסוגת טיטניום וכו 'מכיוון שצפיפות חומרי הפלדה גבוהה עד 7.8g/cm3, אם כי מספר קטן של חלקים נעים ברובוט משתמשים בטיטניום. חומרי סגסוגת (4.5g/cm3) או חומרי סגסוגת אלומיניום (2.7g/cm3) במקום חומרי פלדה, צפיפות סגסוגות הטיטניום עדיין גבוהה יחסית. צפיפות סגסוגת האלומיניום גבוהה ויקרה גם גבוהה מזו של סגסוגת מגנזיום.

כחומר המבנה הקל ביותר למתכת, לסגסוגת מגנזיום או מגנזיום יש צפיפות של 2/3 מזה של אלומיניום, שהיא פחות מ -1/4 מזה של הפלדה. עבור חומרים מרוכבים מפוליקרבונט המכילים 30% סיבי זכוכית, צפיפות המגנזיום אינה עולה על 10%. בנוסף, עתודות הברזל והאלומיניום במדינת המדינה שלי מהוות רק 18.7% ו -2.3% מהפרופורציות בעולם, אך משאבי עפרות המגנזיום של המדינה שלי הן העשירות בעולם, וליישום חומרי מגנזיום יש יתרונות ייחודיים למשאבים. לכן, לחומרי סגסוגת מגנזיום ומגנזיום יש יתרונות משמעותיים בהפחתת המשקל, שיפור יכולת התמרון של הרובוטים והסיבולת בשל משקלם הקטן ועוצמתם הספציפית הגבוהה. הם אחד החומרים האידיאליים ביותר לייצור רובוטים.

קל משקל חומרי הרובוט יכול לשפר מאוד את יכולת התמרון שלו ולהגדיל את יעילות העבודה שלו, תוך הדגשת היתרונות של רובוטים בהפחתת אינרציה בתנועה, שיפור מהירות ההפעלה ודיוק התנועה. הדור השלישי של ASIMO (איור 6) של חברת הונדה היפנית עשוי מסגסוגת קלה, וקליפתה עשויה מסגסוגת מגנזיום. זה מקטין מאוד את משקלו העצמי של הרובוט, ומהירות ההליכה שלו עולה מ -1.6 קמ"ש ל -2.5. קמ"ש, מהירות הריצה המרבית הגיעה ל -3 קמ"ש.

למרות שחומרי סגסוגת מגנזיום יושמו בתחילה ברובוטים, אחד מצווארי הבקבוק החשובים המגבילים את היישום של חומרי סגסוגת מגנזיום בתחום חלקי הרובוט הוא עדיין שעוצמתם וקשיחותם של דרגות קיימות של סגסוגות מגנזיום נמוכות מזו של פלדה ואלומיניום. סגסוגות. עדיין יש פער בדרישות הביצועים של חומרי רובוט, ואי אפשר להחליף לחלוטין פלדה, סגסוגת אלומיניום וחומרים אחרים. לכן, פיתוח סגסוגות מגנזיום בעלות ביצועים גבוהים וטכנולוגיות היצירה והעיבוד שלהן לייצור חלקי רובוט הוא בעל משמעות רבה להפחתת איכות החלקים הנעים ברובוט, שיפור דיוק התנועה והשגת חיסכון באנרגיה.

באוקטובר 2015 השיקה האוניברסיטה הטכנולוגית של בייג'ין את "תוכנית ההתקדמות המדעית הגדולה-רובוטים חכמים" כתגובה למצב המחקר הנוכחי וסיכויי הפיתוח בתחום הרובוטיקה. בנוסף לטכנולוגיות המפתח הנפוצות העיקריות, רכיבי מפתח, מחקר ופיתוח מכונות מלא ויישומים משולבים של רובוטים חכמים, התוכנית מתמקדת במחקר. תכונה בולטת היא שהיא מדגישה את "חומרים קלים לרובוטים" המיוצגים על ידי חומרי סגסוגת מגנזיום. מחקר טכנולוגי מרכזי ". 

"תוכנית התקדמות המחקר הגדולה" נשענת על צוות המו"פ ועל יתרונות פלטפורמת המו"פ של בית הספר למדעי החומרים והטכנולוגיה של האוניברסיטה הטכנולוגית בבייג'ינג בתחום חומרי סגסוגת מגנזיום קלים במשך יותר מעשר שנים, ומשתמשת במגנזיום בעל ביצועים גבוהים כגון כמו Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr, וכו 'בהתבסס על תוצאות המחקר של עיצוב חומרי סגסוגת, בקרת מבנים עדינים, מנגנון יצירת פלסטיק וכו', המכוונים לצרכים של רובוטים רפואיים בעלי ערך מוסף גבוה ו רובוטים ביתיים מבחינת הקלדת חומרים ופיתוח חומרים חדשים של סגסוגת מגנזיום בעלת חוזק גבוה וקשיחות כמטרה לפתח חלקי סגסוגת מגנזיום בעלי ביצועים גבוהים המשמשים ברובוטים של שירות ביתי כגון רפואי/משק בית וכו '. של זרועות רובוט כאלה וחלקים נעים אחרים, ובהדרגה מבינים את הפחתת המשקל הכוללת של רובוטים בשירות הבית.

בהקשר של תעשיית הייצור של ארצי המתמודדת עם שדרוג תעשייתי ושינוי החברה המזדקנת, בעשרת או אפילו בעשורים הקרובים הביקוש לרובוטים תעשייתיים מסורתיים ורובוטים שירותיים ביתיים ימשיך לעלות, ופוטנציאל היישום של שוק הרובוטים הוא משמעותי מאוד. ליישום חומרי סגסוגת קלים המיוצגים על ידי סגסוגות מגנזיום ברובוטים יש יתרונות של שיפור משמעותי בתמרון הרובוטים, הפחתת צריכת האנרגיה והגדלת זמן המתנה. זהו אחד הכיוונים החשובים של מחקר ופיתוח רובוטים.

קישור למאמר זה: יישום חומרי סגסוגת מגנזיום ברובוטים קלים

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין services.ISO 9001: 2015 ו- AS-9100 מוסמכים. דיוק מהיר 3, 4 ו -5 צירים עיבוד CNC שירותים כולל כרסום, פנייה למפרטי הלקוח, מסוגלים לחלקי מתכת ופלסטיק במכונות עם סובלנות של +/- 0.005 מ"מ. שירותים משניים כוללים CNC וטחינה, קידוח קונבנציונאלי,למות הליהוק,מתכת והטבעה. מתן אבות טיפוס, ריצות ייצור מלאות, תמיכה טכנית ובדיקה מלאה רכב, תעופה וחלל, עובש ומתקן, תאורת led,רפואי, אופניים, וצרכנים אלקטרוניקה תעשיות. אספקה ​​בזמן. ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן המסירה הצפוי. אנו אסטרטגיה איתך לספק את השירותים המשתלמים ביותר שיעזרו לך להגיע ליעד שלך, ברוך הבא לפנות אלינו ( sales@pintejin.com ) ישירות לפרויקט החדש שלך.