Hiilikuitukomposiittimateriaalit VS kevyet metalliseosmateriaalit robottiaseisiin

Rakenteelliseen keveyteen verrattuna materiaalikeveyden vaikutus robotteihin on suorempi. Kevyiden materiaalien käyttö roboteissa voi auttaa vähentämään käyttöenergian kulutusta, lisäämään toimintanopeutta ja parantamaan työn tehokkuutta. Lisäksi kevyemmällä omapainolla on myös ilmeisiä etuja robotille, sillä se vähentää liikkeen inertiaa ja lisää liikkeen tarkkuutta. Alumiiniseos, magnesiumseos ja hiilikuitukomposiittimateriaalit ovat kaikki yleisesti käytettyjä kevyitä materiaaleja roboteissa. Vaikka näiden kolmen kevyet vaikutukset ovat suhteellisen ilmeisiä, suorituskyvyssä on silti tiettyjä eroja tietyissä sovelluksissa.

Alumiiniseos robottivarressa

Alumiinin yleisten ominaisuuksien lisäksi eri tyypeillä ja tyypeillä alumiiniseoksilla on erilaisia ​​suorituskykyominaisuuksia seosaineiden lisäämisen vuoksi. Alumiiniseoksen tiheys on pieni, lujuus on korkea, ominaislujuus on lähellä korkeaseosteisen teräksen ominaislujuutta, ominaisjäykkyys ylittää teräksen, valukyky ja muovin työstettävyys ovat hyvät, ja se on myös ihanteellinen sähkönjohtavuus, lämmönjohtavuus, korroosionkestävyys ja hitsattavuus, ja sitä voidaan käyttää rakenteena. materiaalin käyttöä.

Lisäksi alumiiniseoksen käyttökustannukset ovat suhteellisen alhaiset, joten sitä käytetään laajalti. Sen lämpöstabiilisuus ei kuitenkaan ole ihanteellinen. Joissakin äärimmäisissä työympäristöissä viruminen on herkkä. Kun sitä käytetään robotin tärkeissä toimintaosissa, se vaikuttaa robotin toimintatarkkuuteen. Siksi alumiiniseosmateriaalit sopivat paremmin malleihin ja opetusrobotteihin, mutta eivät valimoihin, palosuojaukseen ja muihin teollisuudenaloihin.

Magnesiumlejeeringit robottikäsivarsissa

Magnesium on kevyin käytännön metalleista. Sen ominaispaino on noin 2/3 alumiinista ja 1/4 raudasta. Polykarbonaattikomposiiteilla, jotka sisältävät 30 prosenttia lasikuitua, magnesiumin tiheys ei ylitä 10 prosenttia. prosenttia. Magnesiumlejeeringit ovat seoksia, jotka koostuvat magnesiumista ja muista alkuaineista. Tällä seoksella on alhainen tiheys, korkea lujuus, suuri kimmokerroin, hyvä lämmönpoisto ja iskunvaimennus, suurempi iskukuormituskyky kuin alumiiniseoksella ja vahva korroosionkestävyys orgaanisia aineita ja alkaleja vastaan.

Japanilaisen yrityksen kolmannen sukupolven ASIMO-kuori on valmistettu magnesiumseoksesta, mikä vähentää huomattavasti robotin omapainoa. Kävelynopeus on nostettu alkuperäisestä 1,6 km/h tasolle 2,5 km/h ja suurin juoksunopeus on saavuttanut 3 km/h.

Magnesiumseosten lujuus ja sitkeys ovat kuitenkin edelleen alhaisemmat kuin teräksen ja alumiiniseosten, ja robottimateriaalien suorituskykyvaatimusten välillä on edelleen ero, eikä terästä, alumiiniseoksia ja muita materiaaleja voida täysin korvata. Lujuuden rajoituksesta johtuen magnesiumseos robottimateriaalina vaikuttaa suoraan myös sen prosessointiin, kuten valuun ja hitsaukseen, eikä se voi täyttää suuren kuorman käsittelyn sovellusvaatimuksia. Sitä käytetään yleensä kevyisiin robotin osiin, kuten sairaanhoitoon ja taloudenhoitoon.

Hiilikuitukomposiitit robottikäsivarsissa

Hiilikuitukomposiittimateriaalilla on korkea lujuus, kevyt paino, alhainen viruminen ja ominaislujuus on kymmeniä kertoja teräkselle verrattuna. Esimerkiksi Noen Composites räätälöi sisäänvedettävän robottikuoren State Grid -voimanjakeluaseman tarkastusrobotille. Erittäin kevyt paino voi vähentää huomattavasti mekaanista energiankulutusta, pidentää työaikaa ja tehdä robotista vakaamman ja turvallisemman liikkuessaan. .

Verrattuna magnesium- ja alumiiniseosmateriaaleihin hiilikuitukomposiittimateriaalien suorituskykyominaisuudet sopivat paremmin pienille ja keskikokoisille teollisuusroboteille, ja ne voivat toimia ympäristöissä, joissa on suuri kuormitus, suuri kuluminen ja korkea käyttötiheys. Vaikka sen käyttökustannukset ovat korkeat, sen ainutlaatuista suorituskykyetua ei voida jättää huomiotta tulevaisuuden älykkäässä teollisuusprosessissa.

Lyhyesti sanottuna kevyiden robottien kehitys on trendi. Mukana on monenlaisia ​​robotteja. Erilaisilla työympäristöillä ja eri asennoissa olevilla komponenteilla on erilaiset vaatimukset materiaaleille. Suosittelemme, että robottien materiaalien valintaa on harkittava kattavasti useista näkökulmista, kuten laadusta, jäykkyydestä ja liikkeen hitaasta. Esimerkiksi robottikäsi on liikkuva osa ja sitä on ohjattava hyvin, joten robottikäsivarren materiaalin tulee välttää tilaa vievältä.

Samalla robottivarren materiaalin tulee olla riittävän lujaa ja jäykkyyttä kestämään kuormitusta, eikä siinä saa olla venymistä ja murtumia. Tässä tapauksessa hiilikuitukomposiittimateriaalit ovat sopivampia kuin magnesiumseokset ja alumiiniseokset. Lisäksi valittaessa ja valittaessa robottivarren työolosuhteiden ja kokonaiskustannusten mukaan on kiinnitettävä huomiota eri materiaalien integroituun sovellukseen, jotta robottivarren kevyt arvo voidaan heijastaa tehokkaasti.