Магний қоспаларын жеңіл роботтарда қолдану

1. Роботтардың дамуы мен қолданылу жағдайы

Роботтардың дамуы жетіле бастаған сайын, роботтарды қолдану алғашқы өнеркәсіптік салалардан медициналық және денсаулыққа, өмірге қызмет көрсетуге, ғарыш пен мұхитты барлауға, әскери және ойын -сауыққа және т. кезең, бірақ сонымен қатар өндірістік емес автоматтандыру технологиясының қарқынды дамуына әкеледі.

Қазіргі уақытта Америка Құрама Штаттары, Жапония, Еуропа, Оңтүстік Корея және басқа да өнеркәсіптік державалар робототехника технологиясының жетістіктерін енгізіп, барлық елдерде ғылым мен техниканың дамуында маңызды стратегиялық позицияда робототехника саласының дамуына ықпал етуде. «Қытайда жасалған 2025» бағдарламасында Қытай сонымен қатар «жоғары деңгейлі CNC станоктары мен роботтарын» дамудың 10 негізгі бағыттарының бірі ретінде қарастырады және «автомобильдер, машиналар, электроника, қауіпті жүктер сияқты өнеркәсіптік роботтарға, мамандықтарға назар аударуды ұсынады. өңдеу өнеркәсібі, ұлттық қорғаныс, әскери, химия және жеңіл өнеркәсіп. 

Роботтардың, сондай-ақ медициналық және денсаулық сақтау, үй қызметтері, білім беру және ойын-сауық сияқты сервистік роботтардың қолданбалы қажеттіліктері жаңа өнімдерді белсенді түрде зерттеп, әзірлеуге және роботтарды стандарттау мен модульдік дамытуға жәрдемдеседі.» «Ұлттық орта және ұзақ мерзімді Ғылым мен технологияны дамыту бағдарламасының жоспары (2006-2020 жж.)» сонымен қатар сервистік роботтарды болашақ дамудың стратегиялық жоғары технологиялық басымдығы ретінде нақты қарастырады және «қызметтік роботтарды қолдану талаптарына, зерттеуді жобалау әдістеріне, өндірістік процестерге және интеллектуалды басқаруға назар аударуды ұсынады. Қолданбалы жүйелермен интеграция сияқты ортақ негізгі технологиялар» [5]. 

Қазіргі уақытта әлемдік өңдеу өнеркәсібінде қолданылатын өнеркәсіптік роботтардың орташа тығыздығы 55 10,000 жұмысшыға шаққанда 36 бірлік болса, Қытайдағы өнеркәсіптік роботтардың тығыздығы 10,000 2020 жұмысшыға 80 бірлікті ғана құрайды. Жоғарыда айтылған негізді ескере отырып, «машина алмастыру» жалпы үрдіске айналды. Інжу өзенінің атырауындағы өңдеу өнеркәсібінің өкілі Гуанчжоуда үкімет XNUMX жылға қарай қаладағы өндірістік кәсіпорындардың XNUMX пайыздан астамы өнеркәсіптік роботтар мен интеллектуалды жабдықтарды пайдалануды ұсынды.

Сияқты процестерде кеңінен қолданудан басқа штамптау, дәнекерлеу және өңдеу өнеркәсібіндегі автоматтандырылған құрастыру желілері үшін роботтарды тегістеу, күрделі дәнекерлеу және жылтырату сияқты дәстүрлі қолмен орындалатын тапсырмаларды ауыстыру үшін де пайдалануға болады. Apple екі KUKA электронды роботын пайдаланып, Mac Pro сыртқы түрін екі рет жылтыратып, айна тәрізді бетті жасайды. 

Сыртқы жылтырату аяқталғаннан кейін робот 1-суретте көрсетілгендей Mac Pro қабығының ішін де жылтыратады. Дәнекерлеуші ​​роботтар корпусты жоғары сапалы және тиімді дәнекерлеу өндірісінде өте маңызды рөл атқарды және біртіндеп автоматтандыруға ауысуда. . Оңтүстік Корея PDA негізіндегі жылжымалы кеме дәнекерлеуші ​​робот Rail Runner қабылдады, ол дәнекерлеуді қажет ететін қос корпусты кеменің жабық құрылымына кіріп, қолмен емес, улы газ бен жоғары температураның қатал дәнекерлеу ортасында жұмыс істей алады. автоматты дәнекерлеу. 

PTJ - бұл Қытай ғылым академиясының техникалық базасына негізделген және робот бөлшектерінің дизайнын оңтайландыруға, өндіруге, отандық және шетелдік сатуға бағытталған жан-жақты жоғары технологиялық кәсіпорын. Компания командасы 2010 жылы құрылған және ұзақ уақыт бойы жоғары дәлдіктегі, жоғары қиын және оңай деформацияланатын металл және пластмасса бөлшектерін өңдеуге, сондай-ақ жеңіл қорытпалар мен композиттік материалдарды шағын және орта өндіруге және өндіруге (мысалы, ретінде магний-литий қорытпасы, магний-алюминий қорытпасы, көміртекті талшық және т.б.) бөлшектер. Және робот бөлшектерін сатып алу және теңшеу қызметтері.

Роботтарды өндірістік емес салаларда қолдану да барған сайын жан-жақты болып келеді. Amazon 15,000-суретте көрсетілгендей қоймаларды автоматтандыруды жүзеге асыру үшін дистрибьюторлық орталығында 3 2-нан астам Kiva доңғалақты роботтарын жабдықтады. Бұл роботтар жылдам және тыныш қозғалады. Орталық компьютер сымсыз жіберілетін сандық нұсқауларды алғаннан кейін, олар жүріп өту үшін жердегі штрих-код жапсырмаларын сканерлейді, сөрелердің астына сырғып, содан кейін оларды таңдаушыларға жібереді. Жапония жасаған R4D4000 су астындағы роботтың максималды сүңгу тереңдігі XNUMX м, деректерді автономды түрде жинай алады және суасты жанартаулары, кеме апаттары және пайдалы қазбалар кен орындары үшін пайдалануға болады. 

Қытай ғылым академиясының Шэньян автоматтандыру институты Ресеймен ынтымақтаса отырып, алдын ала бағдарламаланған және басқарылатын су асты роботтарының CR-01 және CR-02 серияларының максималды сүңгу тереңдігі 6000 м және Тынық мұхитын зерттеуді аяқтады. . Ғарыштық роботтарға келетін болсақ, АҚШ-тағы NASA әзірлеген Robonaut роботы көліктен тыс жұмыстарда астронавттарды алмастырады және оның әрекет ету жылдамдығы адамдардікінен жылдамырақ, күтпеген төтенше жағдайларға бейімделеді.

Қазіргі уақытта Қытай қартаю қоғамына енді және халықтың қартаюынан туындаған мүгедектерге медициналық көмек көрсету, оңалту және көмек көрсету проблемалары да бүкіл қоғамға үлкен экономикалық және ресурстық қысым әкелді. Да Винчи роботтарымен ұсынылған хирургиялық роботтар қазіргі медициналық роботтардың ең жоғары деңгейін көрсетеді, сонымен қатар медициналық роботтарды қолданудың кең перспективаларын көрсетеді. 

Экзоскелет роботтары қарттар мен мүгедектерге жүруге көмектесудегі артықшылықтарын да көрсетті. Қолданбалы потенциал. Медициналық роботтарға келетін болсақ, менің елімдегі Оңтүстік-Батыс ауруханасы сияқты көптеген ауруханалар асқазан-ішек жолдарын тексеру үшін дәстүрлі гастроскоптардың орнына капсулалық эндоскопиялық роботтарды пайдаланады. Робот тек капсула көлеміндей. Науқасты ауызша қабылдағаннан кейін дәрігер дисплей экраны арқылы ас қорыту жолының ішкі жағын 360° бақылай алады және зерттеуді шамамен 15 минутта аяқтауға болады, бұл пациентті жайлы етіп қана қоймайды, сонымен қатар бір рет қолданылатын капсула сонымен қатар аурудың алдын алады. кросс-инфекция және гигиеналық және қауіпсіз. . 

Қарт адамдарға арналған роботтарға келетін болсақ, Robot Suit HAL, Жапонияның Cyberdyne компаниясының экзоскелет роботы жүруі қиын науқастарға оңалтуға қол жеткізуге көмектесе алады, сонымен қатар қарт адамдарға серуендеуге көмектеседі. Робот пайдаланушыға аяғынан тұруға, жүруге, ауыр заттарды ұстауға және көтеруге және т.б. көмектесе алады. Әрекет және үздіксіз жұмыс уақыты 280 минутқа жетуі мүмкін.

2. Роботтық материалдар және олардың жеңіл тенденциялары

Қазіргі уақытта металл материалдардың әр түрлі сорттары шойын, легирленген болат, баспайтын болат, алюминий қорытпасы және титан қорытпасы сияқты роботтың әр түрлі құрылымдық бөлшектеріне арналған материалдардың бірінші таңдауы болып табылады. Дәстүрлі өнеркәсіптік роботтар ұсынатын кәсіби роботтарды жобалау мен қолдануда бірінші ескеретін жайт - олар жеткілікті күшке ие болуы керек. Сондықтан олардың құрылымдық бөліктерінің көпшілігі шойыннан, легирленген болаттан және басқа материалдардан жасалған, ал кейбір бөліктері алюминий қорытпасынан және композиттік материалдардан жасалған. Күте тұрыңыз.

Анықтау және құтқару роботының өз салмағын азайтуға, жылдам және тұрақты қозғалысына және т.б. жоғары талаптарын ескере отырып, 45 # болатты зығыр талшықты табиғи талшықты күшейтілген термопластикалық шайыр матрицасына немесе термореактивті шайыр композиттік материалына ауыстырғаннан кейін негізгі анықтау роботының корпусында негізгі корпустың массасы 45 кг-ға дейін азаяды, бұл автомобильдің бастапқы дене массасынан 190.5 кг-ға аз және салмақты азайту жылдамдығы 80.9% құрайды. Үйге қызмет көрсететін роботтар материалдың беріктігіне сәл төменірек талаптар қояды, бірақ робот салмағына немесе тасымалдануға көбірек талаптар қояды. Сондықтан сервистік роботтардың негізгі құрылымы негізінен алюминий қорытпасынан жасалған материалдарды пайдаланады. Мысалы, қарт адамдарға арналған сервистік роботтың қол құрылымы 7075 алюминий қорытпасынан жасалған. 

Қолдың жеңіл дизайны құрылымды оңтайландыру арқылы жүзеге асырылады және оның жұмысына қойылатын талаптарға кепілдік беріледі. Мүмкіндігі шектеулі роботтардың өкілі ретінде экзоскелет роботтары салмақты азайтуға және тасымалдауға жоғары талаптар қояды. Мысалы, EKSO (5-сурет) экзоскелет роботы механикалық құрылымы ретінде алюминий мен титан қорытпасын пайдаланады және оның жалпы салмағы небәрі 23 кг құрайды. Менің елімнің Электрондық ғылым және технологиялар университетінің PRMI автономды салмақ түсіретін экзоскелет төменгі аяқ роботы да алюминий қорытпасынан жасалған.

Қысқаша айтқанда, роботтардың жеңіл, жоғары тиімділігі мен ыңғайлы жұмысының қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жеңіл роботтар болашақ даму тенденциясы болып табылады. Жеңіл құрылымдық дизайннан басқа, жеңіл материалдар маңызды. Жеңіл құрылыммен салыстырғанда, жеңіл материал роботтың салмағын төмендетуге үлкен мүмкіндіктер береді және қолдану аясын кеңейтеді.

3. Жеңіл магний материалдарының роботтарға қолданылуының артықшылықтары

Робот таңдай алатын металл материалдардың ішінде болат, алюминий қорытпасы, магний қорытпасы, титан қорытпасы және т.б. бар. Болат материалдарының тығыздығы 7.8 г/см3 -ге дейін жетеді, бірақ роботтың қозғалатын бөлшектерінің аз бөлігі титанды қолданады. болат материалдардың орнына легирленген материалдар (4.5г/см3) немесе алюминий қорытпасы материалдары (2.7г/см3) титан қорытпаларының тығыздығы әлі де жоғары. Жоғары және қымбат, алюминий қорытпасының тығыздығы магний қорытпасынан да жоғары.

Ең жеңіл металл конструкциялық материал ретінде магний немесе магний қорытпасы алюминийдің 2/3 тығыздығына ие, бұл болаттың 1/4 бөлігінен аз. Құрамында 30% шыны талшығы бар поликарбонатты композиттер үшін магнийдің тығыздығы оның 10% -ынан аспайды. Сонымен қатар, менің елімнің темір мен алюминий қоры әлемдегі пропорцияның 18.7% және 2.3% -ын ғана құрайды, бірақ менің елімнің магний рудасы ресурстары әлемдегі ең бай болып табылады және магний материалдарын қолдану бірегей ресурстық артықшылықтарға ие. Демек, магний мен магний қорытпасы материалдарының салмағын азайтуда, роботтардың маневрлік қабілетін жақсартуда және олардың жеңіл салмағына және жоғары меншікті беріктігіне байланысты төзімділігінде айтарлықтай артықшылықтары бар. Олар роботтар жасау үшін ең қолайлы материалдардың бірі.

Робот материалдарының жеңілдігі оның маневрлік қабілетін едәуір жақсартады және жұмыс тиімділігін арттырады, роботтардың қозғалыс инерциясын төмендетуде, жұмыс жылдамдығы мен қозғалыстың дәлдігін жақсартудағы артықшылықтарын көрсетеді. Жапондық Honda компаниясының үшінші буыны ASIMO (6-сурет) жеңіл қорытпадан жасалған, ал оның қабығы магний қорытпасынан жасалған. Бұл роботтың салмағын едәуір төмендетеді және оның жүру жылдамдығы сағатына 1.6 км-ден 2.5-ке дейін артады. км/сағ, максималды жүгіру жылдамдығы 3 км/сағ жетті.

Бастапқыда магний қорытпасы материалдары роботтарда қолданылғанымен, магний қорытпалары материалдарының робот бөлшектері саласында қолданылуын шектейтін маңызды тарлықтардың бірі - магний қорытпаларының беріктігі мен беріктігі болат пен алюминийге қарағанда төмен. қорытпалар. Робот материалдарының өнімділігіне қойылатын талаптарда әлі де алшақтық бар және болатты, алюминий қорытпасын және басқа материалдарды толық ауыстыру мүмкін емес. Сондықтан робот бөлшектерінің сапасын төмендету, қозғалыстың дәлдігін жақсарту және энергия үнемдеуге қол жеткізу үшін жоғары өнімді магний қорытпалары мен оларды қалыптастыру мен өңдеу технологиясын жасаудың маңызы зор.

2015 жылдың қазан айында Бейжің технологиялық университеті робототехника саласындағы қазіргі ғылыми-зерттеу жағдайы мен даму перспективаларына жауап ретінде «Үлкен ғылыми зерттеулерді жетілдіру бағдарламасы – интеллектуалды роботтарды» іске қосты. Негізгі ортақ негізгі технологияларға, негізгі компоненттерге, толық машиналық ҒЗТКЖ және интеллектуалды роботтардың біріктірілген қолданбаларына қосымша, бағдарлама зерттеулерге назар аударады. Магний қорытпасының материалдарымен ұсынылған «роботтарға арналған жеңіл материалдарды» ерекше атап өту маңызды ерекшелігі болып табылады. негізгі технологиялық зерттеулер». 

«Ғылыми зерттеулерді дамытудың үлкен жоспары» Бейжің технологиялық университетінің Материалтану және технологиялар мектебінің ҒЗТКЖ тобына және ҒЗТКЖ платформасының артықшылықтарына он жылдан астам уақыт бойы жеңіл магний қорытпасы материалдары саласында сүйенеді және жоғары өнімді магнийді пайдаланады. Mg-Zn-Er, Mg-Gd-Er-Zr және т.б. ретінде. Жоғары қосылған құны бар медициналық роботтардың қажеттіліктеріне бағытталған легирленген материалды жобалау, жұқа құрылымды бақылау, пластикалық қалыптау механизмі және т.б. зерттеу нәтижелеріне негізделген. Отандық роботтар материалды жеңілдету, сондай-ақ медициналық/тұрмыстық және т.б. сияқты тұрмыстық қызмет көрсету роботтарында қолданылатын жоғары өнімді магний қорытпасының бөлшектерін әзірлеу мақсаты ретінде жаңа жоғары берік және берік магний қорытпаларын әзірлеуде жеңіл салмаққа назар аударады. осындай роботтардың қолдары мен басқа да қозғалатын бөліктерін және бірте-бірте үйде қызмет көрсететін роботтардың жалпы салмағын азайтуды жүзеге асырады.

Менің елімнің өнеркәсіптік индустриясының жаңаруы мен қартаю қоғамының трансформациясы алдында тұрған жағдайда, алдағы он, тіпті ондаған жылдар ішінде дәстүрлі өнеркәсіптік роботтарға және жаңа тұрмыстық қызмет көрсететін роботтарға сұраныс арта береді, ал роботтар нарығының қолдану әлеуеті өте маңызды. Роботтарда магний қорытпалары ұсынылған жеңіл легирленген материалдарды қолдану роботтардың маневрлік қабілетін едәуір жақсартуға, энергия шығынын азайтуға және күту уақытын ұлғайтуға мүмкіндік береді. Бұл роботты зерттеу мен дамытудың маңызды бағыттарының бірі.

Бұл мақалаға сілтеме: Магний қоспаларын жеңіл роботтарда қолдану

Қайта басып шығару туралы мәлімдеме: Егер арнайы нұсқаулар болмаса, бұл сайттағы барлық мақалалар түпнұсқа болып табылады. Қайта басып шығару көзін көрсетіңіз: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® Custom Precision-дің барлық спектрін ұсынады cnc өңдеу фарфоры қызметтер.ISO 9001: 2015 & AS-9100 сертификатталған. 3, 4 және 5 осьтік дәлдік CNC өңдеу фрезерлеуді қосатын қызметтер, тұтынушының талаптарына жүгіну, +/- 0.005 мм төзімділікке ие металл және пластмасса өңделген бөлшектер. Екінші қызметтерге CNC және кәдімгі ұнтақтау, бұрғылау,құйып құю,табақ металы прототиптермен қамтамасыз ету, толық өндіріс, техникалық қолдау және толық тексеру автомобиль, аэроғарыштық, қалып және арматура, жарықтандыру,медициналық, велосипед және тұтынушы электроника салалар. Жобаның бюджеті және күтілетін жеткізу уақыты туралы аздап айтып беріңіз. Біз сіздің мақсатыңызға жетуге көмектесетін ең тиімді қызметтерді ұсынудың стратегиясын жасаймыз, бізбен байланысқа қош келдіңіз ( sales@pintejin.com ) тікелей сіздің жаңа жобаңызға арналған.