Kompozitni materijali od ugljičnih vlakana VS materijali od lakih legura za robotske ruke
U usporedbi s konstrukcijskom laganom težinom, utjecaj laganog materijala na robote je izravniji. Upotreba laganih materijala za robote može pomoći u smanjenju potrošnje energije u radu, povećanju brzine rada i poboljšanju radne učinkovitosti. Osim toga, manja vlastita težina također ima očite prednosti za robota za smanjenje inercije pokreta i povećanje točnosti pokreta. Aluminijska legura, legura magnezija i kompozitni materijali od ugljičnih vlakana su svi uobičajeno korišteni lagani materijali za robote. Iako su lagani učinci triju relativno očiti, još uvijek postoje određene razlike u performansama u određenim aplikacijama.
Aluminijska legura u robotskoj ruci
Osim što imaju opća svojstva aluminija, različite vrste i vrste aluminijskih legura pokazuju različite izvedbene karakteristike zbog dodavanja legirajućih elemenata. Gustoća aluminijske legure je mala, čvrstoća je visoka, specifična čvrstoća je bliska onoj visokolegiranog čelika, specifična krutost je veća od čelika, performanse lijevanja i plastična obradivost su dobre, a također je idealan u smislu električna vodljivost, toplinska vodljivost, otpornost na koroziju i zavarljivost, a može se koristiti kao struktura. korištenje materijala.
Štoviše, trošak primjene aluminijske legure je relativno nizak, pa se široko koristi. Međutim, njegova toplinska stabilnost nije idealna. U nekim ekstremnim radnim okruženjima može doći do puzanja. Kada se koristi u važnim operativnim dijelovima robota, to će utjecati na točnost rada robota. Stoga su materijali od aluminijskih legura prikladniji za modele i obrazovne robote, ali ne i za ljevaonicu, zaštitu od požara i druge industrije.
Legure magnezija u robotskim rukama
Magnezij je najlakši od praktičnih metala. Njegova specifična težina je oko 2/3 aluminija i 1/4 željeza. Za polikarbonatne kompozite koji sadrže 30 posto staklenih vlakana, gustoća magnezija ne prelazi 10 posto. postotak . Magnezijeve legure su legure sastavljene od magnezija i drugih elemenata. Ova legura ima malu gustoću, visoku čvrstoću, veliki modul elastičnosti, dobro odvođenje topline i apsorpciju udara, veću nosivost udarca od legure aluminija i jaku otpornost na koroziju na organske tvari i lužine.
ASIMO školjka treće generacije japanske tvrtke izrađena je od legure magnezija, što uvelike smanjuje vlastitu težinu robota. Brzina hodanja je povećana s izvornih 1,6 km/h na 2,5 km/h, a maksimalna brzina trčanja dosegnula je 3 km/h.
Međutim, čvrstoća i žilavost magnezijevih legura i dalje su niže od onih kod čelika i aluminijskih legura, i još uvijek postoji jaz između zahtjeva za performansama robotskih materijala, te je nemoguće u potpunosti zamijeniti čelik, aluminijske legure i druge materijale. Zbog ograničenja čvrstoće, magnezijeva legura kao robotski materijal također izravno utječe na njegove performanse obrade kao što su lijevanje i zavarivanje, te ne može zadovoljiti zahtjeve primjene velikog opterećenja. Općenito se koristi za male dijelove robota kao što su liječenje i održavanje kućanstva.
Kompoziti od ugljičnih vlakana u robotskim rukama
Kompozitni materijali od ugljičnih vlakana imaju visoku čvrstoću, malu težinu, nisko puzanje, a specifična čvrstoća je desetke puta veća od čelika. Na primjer, Noen Composites je po mjeri napravio uvlačivu školjku robota za robota za pregled stanice za distribuciju električne energije State Grid. Iznimno mala težina može uvelike smanjiti potrošnju mehaničke energije, produžiti vrijeme rada i učiniti robota stabilnijim i sigurnijim pri kretanju. .
U usporedbi s materijalima od legure magnezija i aluminijskih legura, karakteristike izvedbe kompozitnih materijala od ugljičnih vlakana prikladnije su za male i srednje industrijske robote, a mogu poslužiti u okruženjima s velikim opterećenjem, visokim trošenjem i visokom učestalošću korištenja. Iako su troškovi njegove primjene visoki, njegova jedinstvena prednost performansi ne može se zanemariti u budućem inteligentnom industrijskom procesu.
Ukratko, razvoj laganih robota je trend. Uključene su mnoge vrste robota. Različita radna okruženja i komponente u različitim položajima imaju različite zahtjeve za materijalima. Predlažemo da se odabir materijala za robote treba sveobuhvatno razmotriti iz više perspektiva kao što su kvaliteta, krutost i inercija kretanja. Na primjer, robotska ruka je pokretni dio i treba je dobro kontrolirati, tako da materijal robotske ruke ne smije biti glomazan.
Istovremeno, materijal robotske ruke mora imati dovoljnu čvrstoću i krutost da izdrži opterećenje, te ne smije biti naprezanja i loma. U ovom slučaju, kompozitni materijali od ugljičnih vlakana su prikladniji od legura magnezija i aluminijskih legura. Štoviše, pri odabiru i odabiru prema uvjetima rada i sveobuhvatnoj cijeni robotske ruke, potrebno je obratiti pozornost na integriranu primjenu različitih materijala, kako bi se lagano odrazila vrijednost robotske ruke.
