کاربرد مواد آلیاژ منیزیم در ربات های سبک وزن

1. وضعیت توسعه و کاربرد ربات ها

با رشد و نمو رشد ربات ها ، کاربرد ربات ها از نخستین زمینه های صنعتی به پزشکی و بهداشت ، خدمات زندگی ، اکتشافات فضایی و اقیانوس ها ، نظامی و سرگرمی و غیره گسترش یافته است. رباتیک نه تنها صنعت تولید را به سمت جدیدی سوق می دهد. مرحله است ، اما همچنین در توسعه سریع تکنولوژی اتوماسیون غیر تولیدی طلیعه.

در حال حاضر، ایالات متحده، ژاپن، اروپا، کره جنوبی و سایر قدرت های صنعتی، پیشرفت هایی را در فناوری روباتیک ایجاد کرده و توسعه صنعت رباتیک را در موقعیت استراتژیک مهمی در توسعه علم و فناوری در همه کشورها قرار داده اند. در "ساخت چین 2025"، چین همچنین "ماشین آلات و ربات های CNC پیشرفته" را به عنوان یکی از 10 حوزه توسعه کلیدی در نظر می گیرد و "تمرکز بر روبات های صنعتی، تخصص هایی مانند خودرو، ماشین آلات، الکترونیک، کالاهای خطرناک" را پیشنهاد می کند. صنایع تولیدی، دفاع ملی، نظامی، شیمیایی و صنایع سبک. 

نیازهای کاربردی ربات‌ها و همچنین ربات‌های خدماتی مانند پزشکی و بهداشت، خدمات خانگی، آموزش و سرگرمی، فعالانه تحقیق و توسعه محصولات جدید و ترویج استانداردسازی و توسعه مدولار روبات‌ها است.» «میان‌مدت و بلندمدت ملی». طرح کلی برنامه توسعه علم و فناوری (2006-2020)" همچنین به وضوح ربات های خدماتی را به عنوان یک اولویت استراتژیک با فناوری پیشرفته برای توسعه آینده در نظر می گیرد و "تمرکز بر الزامات برنامه کاربردی ربات خدماتی، روش های طراحی تحقیق، فرآیندهای تولید و کنترل هوشمند" را پیشنهاد می کند. فن آوری های اساسی رایج مانند ادغام با سیستم های کاربردی" [5]. 

در حال حاضر میانگین تراکم ربات های صنعتی مورد استفاده در صنعت تولید جهان 55 دستگاه به ازای هر 10,000 کارمند است در حالی که تراکم ربات های صنعتی در چین تنها 36 واحد در هر 10,000 کارمند است. با توجه به پیشینه فوق، "جایگزینی ماشین" به روند عمومی تبدیل شده است. در گوانگژو، نماینده صنعت تولید در دلتای رودخانه مروارید، دولت پیشنهاد کرده است که تا سال 2020، بیش از 80 درصد از شرکت های تولیدی در شهر باید از ربات های صنعتی و تجهیزات هوشمند استفاده کنند.

علاوه بر این که به طور گسترده در فرآیندهایی مانند استفاده می شود مهر زنی، جوشکاری و خطوط مونتاژ خودکار در صنعت تولید، ربات ها همچنین می توانند برای جایگزینی کارهای دستی سنتی مانند سنگ زنی، جوشکاری پیچیده و پرداخت استفاده شوند. اپل از دو ربات الکترونیکی KUKA برای جلا دادن ظاهر مک پرو دو بار استفاده می کند تا سطحی شبیه آینه تولید کند. 

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، پس از اتمام پرداخت خارجی، ربات داخل پوسته مک پرو را نیز صیقل می دهد. ربات های جوشکاری نقش بسیار مهمی در تولید جوش بدنه با کیفیت بالا و کارآمد ایفا کرده اند و به تدریج در حال تبدیل شدن به اتوماسیون هستند. . کره جنوبی ربات جوشکاری کشتی متحرک Rail Runner مبتنی بر PDA را پذیرفته است که می تواند وارد ساختار محصور یک کشتی دو بدنه شود که نیاز به جوشکاری دارد و به جای جوشکاری دستی در محیط سخت جوشکاری گاز سمی و دمای بالا کار کند. جوش اتوماتیک 

PTJ یک شرکت جامع با فناوری پیشرفته است که بر پیشینه فنی آکادمی علوم چین متکی است و بر بهینه سازی طراحی قطعات ربات هوشمند، ساخت و فروش داخلی و خارجی تمرکز دارد. تیم شرکت در سال 2010 تأسیس شد و مدتهاست که متعهد به پردازش قطعات فلزی و پلاستیکی با دقت بالا، سختی بالا و به راحتی قابل تغییر شکل و تولید و ساخت مواد آلیاژی سبک و کامپوزیت در اندازه های کوچک و متوسط ​​(مانند به عنوان قطعات آلیاژ منیزیم-لیتیوم، آلیاژ منیزیم-آلومینیوم، فیبر کربن و غیره). و خدمات خرید و سفارشی سازی قطعات ربات.

کاربرد ربات ها در صنایع غیر تولیدی نیز روز به روز متنوع تر می شود. آمازون بیش از 15,000 ربات چرخدار Kiva را در مرکز توزیع خود برای تحقق اتوماسیون انبار تجهیز کرده است، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. این روبات ها سریع و بی سر و صدا حرکت می کنند. پس از دریافت دستورالعمل‌های دیجیتالی که به‌صورت بی‌سیم توسط رایانه مرکزی ارسال می‌شود، برچسب‌های بارکد روی زمین را اسکن می‌کنند تا از آن عبور کنند، زیر قفسه‌ها بلغزند و سپس آنها را برای جمع‌کننده‌ها ارسال می‌کنند. ربات زیرآبی R2D4 که توسط ژاپن ساخته شده است حداکثر عمق غواصی 4000 متری دارد، می تواند به طور مستقل داده ها را جمع آوری کند و می تواند برای آتشفشان های زیردریایی، کشتی های غرق شده و ذخایر معدنی استفاده شود. 

سری CR-01 و CR-02 از ربات های زیر آب از پیش برنامه ریزی شده و کنترل شده، با همکاری موسسه اتوماسیون شن یانگ، آکادمی علوم چین با روسیه، حداکثر عمق غواصی 6000 متری دارند و بررسی اقیانوس آرام را تکمیل کرده اند. . از نظر روبات‌های فضایی، روبونات، رباتی که توسط ناسا در ایالات متحده ساخته شده است، جایگزین فضانوردان در کارهای خارج از وسایل نقلیه خواهد شد و سرعت پاسخ‌دهی آن بیشتر از انسان است و با شرایط اضطراری پیش‌بینی‌نشده سازگار می‌شود.

در حال حاضر، چین وارد جامعه ای پیر شده است و مشکلات مراقبت های پزشکی، توانبخشی و کمک به معلولان ناشی از ساختار جمعیتی کهنسال نیز فشارهای اقتصادی و منابع عظیمی را بر کل جامعه وارد کرده است. روبات‌های جراحی که توسط روبات‌های داوینچی نشان داده می‌شوند، بالاترین سطح ربات‌های پزشکی فعلی را نشان می‌دهند، و همچنین چشم‌انداز کاربرد گسترده ربات‌های پزشکی را نشان می‌دهند. 

ربات های اسکلت بیرونی نیز مزایای خود را در کمک به افراد مسن و معلول در راه رفتن نشان داده اند. پتانسیل کاربردی از نظر ربات های پزشکی، بسیاری از بیمارستان ها مانند بیمارستان جنوب غربی در کشور من از ربات های آندوسکوپی کپسولی به جای گاستروسکوپ های سنتی برای معاینات دستگاه گوارش استفاده می کنند. این ربات فقط به اندازه یک کپسول است. پس از مصرف خوراکی بیمار، پزشک می تواند داخل دستگاه گوارش را به صورت 360 درجه از طریق صفحه نمایش مشاهده کند و معاینه را می توان در حدود 15 دقیقه کامل کرد که نه تنها باعث راحتی بیشتر بیمار می شود، بلکه کپسول یکبار مصرف از آن نیز جلوگیری می کند. عفونت متقاطع است و بهداشتی تر و ایمن تر است. . 

از نظر ربات برای سالمندان، Robot Suit HAL، یک ربات اسکلت بیرونی از Cyberdyne ژاپن، می تواند به بیماران مبتلا به مشکلات راه رفتن برای رسیدن به توانبخشی کمک کند و همچنین برای کمک به سالمندان در راه رفتن مناسب است. ربات می تواند به پوشنده کمک کند ایستادن، راه رفتن، گرفتن و بلند کردن اجسام سنگین و غیره را کامل کند و زمان کار مداوم می تواند به 280 دقیقه برسد.

2. مواد ربات و روند سبک آنها

در حال حاضر ، درجه های مختلفی از مواد فلزی اولین انتخاب مواد برای قطعات مختلف ساختاری ربات مانند چدن ، فولاد آلیاژی ، فولاد ضد زنگ ، آلیاژ آلومینیوم و آلیاژ تیتانیوم است. اولین ملاحظه در طراحی و استفاده از روبات های حرفه ای که توسط روبات های صنعتی سنتی نشان داده می شود این است که آنها باید از قدرت کافی برخوردار باشند. بنابراین ، بیشتر قطعات ساختاری آنها از انواع مختلف چدن ، فولاد آلیاژی و سایر مواد و برخی از قطعات از آلیاژ آلومینیوم و مواد کامپوزیتی ساخته شده اند. صبر کن.

با در نظر گرفتن نیازهای بالای ربات شناسایی و نجات برای کاهش وزن خود، حرکت سریع و پایدار و غیره، پس از جایگزینی فولاد 45# با ماتریس رزین ترموپلاستیک تقویت شده با الیاف طبیعی با الیاف کتان یا مواد کامپوزیت رزین ترموست برای ساختن اصلی بدنه ربات تشخیص، جرم بدنه اصلی به 45 کیلوگرم کاهش می یابد که 190.5 کیلوگرم کمتر از وزن بدنه اصلی خودرو است و میزان کاهش وزن به 80.9 درصد می رسد. ربات های خدمات خانگی نیازهای کمی کمتر برای استحکام مواد دارند، اما نیازهای بیشتری برای وزن یا قابلیت حمل ربات دارند. بنابراین، ساختار اصلی ربات های خدماتی بیشتر از مواد آلیاژ آلومینیوم استفاده می کند. به عنوان مثال ساختار بازوی یک ربات خدماتی برای سالمندان از آلیاژ آلومینیوم 7075 ساخته شده است. 

طراحی سبک وزن بازو با بهینه سازی ساختار محقق می شود و الزامات عملکرد آن تضمین می شود. به عنوان نماینده ربات های معلول، ربات های اسکلت بیرونی نیازهای بالاتری برای کاهش وزن و قابلیت حمل دارند. به عنوان مثال، ربات اسکلت بیرونی EKSO (شکل 5) از آلومینیوم و آلیاژ تیتانیوم به عنوان ساختار مکانیکی خود استفاده می کند و وزن کل آن تنها حدود 23 کیلوگرم است. ربات اسکلت بیرونی اندام تحتانی خودران کاهش وزن PRMI دانشگاه علم و صنعت الکترونیک کشور من نیز از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده است.

به طور خلاصه ، به منظور پاسخگویی به نیازهای ربات های سبک وزن ، با بازده بالا و راحت ، ربات های سبک روند توسعه آینده هستند. علاوه بر طراحی سبک سبک ، مواد سبک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. در مقایسه با ساختار سبک ، ماده سبک باعث می شود که ربات پتانسیل بیشتری برای کاهش وزن و طیف وسیعی از کاربردها داشته باشد.

3. مزایای استفاده از مواد منیزیم سبک بر روی ربات ها

مواد فلزی که ربات می تواند انتخاب کند عمدتا شامل فولاد ، آلیاژ آلومینیوم ، آلیاژ منیزیم ، آلیاژ تیتانیوم و غیره است. از آنجا که تراکم مواد فولادی به 7.8 گرم در سانتی متر مکعب می رسد ، اگرچه تعداد کمی از قطعات متحرک ربات از تیتانیوم استفاده می کنند. مواد آلیاژی (3 گرم در سانتی متر مکعب) یا مواد آلیاژ آلومینیوم (4.5 گرم در سانتی متر مکعب) به جای مواد فولادی ، تراکم آلیاژهای تیتانیوم هنوز نسبتاً زیاد است. چگالی آلیاژ آلومینیوم بالا و گران است و همچنین بیشتر از آلیاژ منیزیم است.

به عنوان سبک ترین ماده سازه ای فلزی ، آلیاژ منیزیم یا منیزیم دارای چگالی 2/3 از آلومینیوم است که کمتر از 1/4 فولاد است. برای کامپوزیت های پلی کربنات حاوی 30٪ فیبر شیشه ، چگالی منیزیم از 10٪ آن بیشتر نیست. علاوه بر این ، ذخایر منابع آهن و آلومینیوم کشور من تنها 18.7٪ و 2.3٪ نسبت جهان را تشکیل می دهد ، اما منابع سنگ منیزیم کشور من غنی ترین منابع در جهان است و استفاده از مواد منیزیم دارای مزایای منحصر به فرد منابع است. بنابراین ، مواد آلیاژ منیزیم و منیزیم به دلیل وزن سبک و مقاومت ویژه بالا از مزایای قابل توجهی در کاهش وزن ، بهبود قدرت مانور ربات ها و استقامت برخوردار هستند. آنها یکی از ایده آل ترین مواد برای تولید ربات ها هستند.

سبک بودن مواد ربات می تواند قدرت مانور آن را بسیار بهبود بخشد و بازدهی کار آن را افزایش دهد ، و مزایای ربات ها را در کاهش اینرسی حرکت ، بهبود سرعت عملکرد و دقت حرکت برجسته کند. نسل سوم ASIMO (شکل 6) شرکت هوندا ژاپن از آلیاژ سبک ساخته شده و پوسته آن از آلیاژ منیزیم ساخته شده است. این به شدت وزن خود ربات را کاهش می دهد و سرعت راه رفتن آن از 1.6 کیلومتر در ساعت به 2.5 می رسد. کیلومتر در ساعت ، حداکثر سرعت دویدن به 3 کیلومتر در ساعت رسید.

اگرچه مواد آلیاژی منیزیم در ابتدا در ربات ها استفاده شده است ، اما یکی از تنگناهای مهم در محدود کردن استفاده از مواد آلیاژ منیزیم در زمینه قطعات ربات هنوز هم این است که مقاومت و استحکام گریدهای موجود در آلیاژهای منیزیم کمتر از فولاد و آلومینیوم است. آلیاژها در عملکرد مورد نیاز مواد ربات هنوز شکاف وجود دارد و جایگزینی کامل فولاد ، آلیاژ آلومینیوم و سایر مواد غیرممکن است. بنابراین ، توسعه آلیاژهای منیزیم با کارایی بالا و فن آوری های شکل گیری و پردازش آنها برای ساخت قطعات ربات از اهمیت زیادی برای کاهش کیفیت قطعات متحرک ربات ، بهبود دقت حرکت و دستیابی به صرفه جویی در انرژی برخوردار است.

در اکتبر 2015، دانشگاه صنعتی پکن "برنامه پیشرفت تحقیقات علمی بزرگ-ربات های هوشمند" را در پاسخ به وضعیت فعلی تحقیق و چشم انداز توسعه در زمینه رباتیک راه اندازی کرد. این برنامه علاوه بر فناوری‌های کلیدی رایج، اجزای کلیدی، تحقیق و توسعه کامل ماشین‌آلات و برنامه‌های یکپارچه ربات‌های هوشمند، بر تحقیقات تمرکز دارد. یکی از ویژگی های قابل توجه این است که "مواد سبک وزن برای روبات ها" که توسط مواد آلیاژ منیزیم نشان داده شده است را برجسته می کند. تحقیقات کلیدی فناوری". 

"طرح پیشرفت تحقیقات بزرگ" به تیم تحقیق و توسعه و مزایای پلت فرم تحقیق و توسعه دانشکده علوم و فناوری مواد دانشگاه صنعتی پکن در زمینه مواد آلیاژی سبک منیزیم برای بیش از ده سال متکی است و از منیزیم با کارایی بالا استفاده می کند. به عنوان Mg-Zn-Er، Mg-Gd-Er-Zr و غیره. بر اساس نتایج تحقیقات طراحی مواد آلیاژی، کنترل ساختار ریز، مکانیسم شکل دهی پلاستیک و غیره، با هدف نیازهای ربات های پزشکی با ارزش افزوده بالا و ربات های خانگی از نظر وزن سبک مواد و توسعه مواد جدید آلیاژ منیزیم با استحکام و چقرمگی بالا به عنوان هدف توسعه قطعات آلیاژ منیزیم با کارایی بالا مورد استفاده در ربات های خدمات خانگی مانند پزشکی/خانه داری و غیره، بر روی سبک وزن تمرکز می کنند. از چنین بازوهای ربات و سایر قطعات متحرک، و به تدریج متوجه کاهش وزن کلی ربات های خدمات خانگی می شوند.

در چهارچوب صنعت تولیدی کشور من که با ارتقا industrial صنعتی و تحول جامعه در حال پیر شدن روبرو است ، در ده یا حتی دهه های بعدی ، تقاضا برای ربات های صنعتی سنتی و ربات های خدمات داخلی جدید همچنان افزایش می یابد و پتانسیل کاربرد بازار ربات ها بسیار چشمگیر است. استفاده از مواد آلیاژی سبک که توسط آلیاژهای منیزیم در روبات ها نشان داده می شوند ، از مزایای بهبود قابل توجه قدرت مانور ربات ها ، کاهش مصرف انرژی و افزایش زمان آماده به کار هستند. این یکی از جهات مهم تحقیق و توسعه ربات است.

پیوند به این مقاله کاربرد مواد آلیاژ منیزیم در ربات های سبک وزن

بیانیه تجدید چاپ: اگر دستورالعمل خاصی وجود ندارد ، همه مقالات این سایت اصلی هستند. لطفاً منبع چاپ مجدد را ذکر کنید: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks

PTJ® طیف کاملی از دقت سفارشی را ارائه می دهد CNC چین ماشینکاری خدمات. گواهینامه ISO 9001: 2015 و AS-9100. دقت سریع 3 ، 4 و 5 محوره ماشینکاری CNC خدمات از جمله فرز ، چرخش به مشخصات مشتری ، توانایی قطعات فلزی و پلاستیکی با تحمل +/- 0.005 میلی متر. خدمات ثانویه شامل CNC و سنگ زنی معمولی ، حفاری ،ریخته گری می کند,ورق فلز و مهر زنی. تهیه نمونه های اولیه ، اجرای کامل تولید ، پشتیبانی فنی و بازرسی کامل خودرو, هوافضا، قالب و لوازم جانبی ، روشنایی led ،پزشکی، دوچرخه و مصرف کننده الکترونیک صنایع تحویل به موقع. کمی در مورد بودجه پروژه خود و زمان تحویل پیش بینی شده به ما بگویید. ما برای ارائه کم هزینه ترین خدمات برای کمک به شما در رسیدن به هدف خود با شما استراتژی خواهیم کرد ، خوش آمدید با ما تماس بگیرید ( sales@pintejin.com ) مستقیماً برای پروژه جدید شما.