Kodėl Cobot robotų ginkluose plieną pakeičia didelio stiprumo ir svorio aliuminis?

Bendradarbiaujantiems robotams (kobotams), sukurtiems saugiai dirbti kartu su žmonėmis dinamiškose gamybos aplinkose, reikalingas tikslus kinetinis valdymas, didelis pagreičio rodiklis ir nedideli jungties variklio sukimo momento reikalavimai. Tradiciniai sunkūs plieniniai korpusai ir konstrukciniai svirties segmentai taiko dideles inercijos nuobaudas, riboja naudingosios apkrovos ir svorio santykį ir pagreitina pavaros mechanizmo nuovargį.

Naudojant Didelio stiprumo padengti aliuminio lydiniai (pvz., 5052-H32, 6061-T6 arba specializuotos 7075-T6 juostos ir lakštų žaliavos su apsauginėmis / laidžiomis dangomis) leidžia robotų gamintojams sumažinti rankos masę iki 60 %, tuo pačiu užtikrinant puikų stiprumą, veiksmingą šilumos išsklaidymą ir ilgalaikę apsaugą nuo korozijos.

Konstrukcinio plieno didelės inercijos ir naudingosios apkrovos apribojimai

Tradiciniai koboto ginklai, pagaminti iš plieninių komponentų, kenčia nuo per didelės konstrukcinės masės:

Didelė dinaminė jungties apkrova: sunkios svirties jungtys padidina nuolatinį jungties sukimo momentą, todėl inžinieriai priverčia nurodyti didesnius, sunkesnius ir brangesnius servovariklius ir pavarų dėžes.

Sumažėjęs susidūrimo jautrumas: Cobot saugumas priklauso nuo greito galios ir jėgos ribojimo (PFL) jutiklių; didelė rankos inercija vėluoja sustojimo laiką atsitiktinio kontakto su žmonėmis metu, todėl kyla pavojus saugumui.

Nepadengto aliuminio ir pluošto kompozitų apribojimai

Nors lengvos medžiagos yra būtinos, žaliavinio aliuminio ir polimerų kompozitai turi eksploatacinių trūkumų:

Konstrukcinio plieno ir dengto didelio stiprumo aliuminio svirties segmentas

Paviršiaus susidėvėjimas ir aplinkos korozija: nepadengtas aliuminis lengvai subraižo ir pasiduoda oksidacijai, kai yra veikiamas pjovimo skysčių, ploviklių ar gamyklos drėgmės.

Anglies pluošto atsiskyrimas ir EMI pažeidžiamumas: anglies pluošto kompozitai yra lengvi, tačiau yra linkę į smūginius mikroįtrūkimus, juos sunku įžeminti ir užtikrina silpną elektromagnetinių trukdžių (EMI) ekranavimą.

Techninių specifikacijų matrica: „Cobot“ ginklų konstrukcinės medžiagos

Toliau pateiktoje lentelėje palyginamos pagrindinės konstrukcinio plieno, anglies pluošto kompozitų ir dengtų didelio stiprumo aliuminio lydinių inžinerinės savybės:

„Cobot Arm“ taikomųjų programų našumo pranašumai

DUK

1 klausimas: kodėl koboto svirties korpuso segmentuose geriau dengtas aliuminis, o ne anglies pluoštas?

A: Nors anglies pluoštas yra lengvas, padengtas aliuminis užtikrina geresnį šilumos laidumą ( 130–170 W/m·K ,  palyginti su <10 W/m·K ), mažesnes gamybos sąnaudas, puikų atsparumą smūgiams be delaminacijos ir įmontuotą EMI ekranavimą, nereikalaujant metalinių tinklelių.

2 klausimas: kaip koboto rankos masės sumažinimas pagerina saugumą žmogaus ir roboto kontakto metu?

A: Mažesnė masė tiesiogiai sumažina roboto rankos inercijos momentą ( I ). Mažesnė kinetinė energija leidžia koboto jėgą ribojantiems jutikliams daug greičiau aptikti susidūrimus ir sustabdyti ranką, taip sumažinant galimas smūgio jėgas, tenkančias žmonėms operatoriams.

3 klausimas: ar CNC apdirbimo ar lenkimo metu funkcinė danga nusilups arba įtrūks į mikroįtrūkimus?

A: Ne. Aukštos kokybės iš anksto padengtuose arba ištisai anoduotuose aliuminio lakštuose naudojami lankstūs polimeriniai rišikliai arba glaudžiai surištos oksido plėvelės, sukietintos aukštesnėje temperatūroje, todėl pasiekiamas 0 laipsnio sukibimas su kryžminiu liuku, galinčiu atlaikyti lenkimo ir formavimo operacijas.

4 klausimas: kaip aliuminio šiluminio plėtimosi koeficientas lyginamas su plienu tiksliose roboto jungtyse?

A: Aliuminio šiluminio plėtimosi koeficientas ( ~ 23 × 10⁻⁶ K ) didesnis nei plieno (~ 12 × 10⁻⁶ K ). Tačiau puikus aliuminio šilumos laidumas greitai išsklaido jungties šilumą, todėl bendra jungties veikimo temperatūra yra žymiai žemesnė ir sumažina šiluminio plėtimosi gradientus.

5 klausimas: kaip techninės įrangos pirkėjai turėtų pateikti techninio įvertinimo prašymą?

A: Pirkėjai turėtų siųsti fizinius etaloninius pavyzdžius arba techninius brėžinius tiesiai į Changzhou Dingang Metal Material Co., Ltd. Mūsų inžinerijos laboratorija atliks sudėties patikrinimą, dangos sukibimo ir matmenų patikras, pateikdama išsamią techninę ataskaitą ir konkurencingą pasiūlymą.

Išvada

Perėjimas nuo konstrukcinio plieno prie didelio stiprumo dengtas aliuminis suteikia robotų projektavimo komandoms galimybę maksimaliai padidinti koboto rankos naudingosios apkrovos ir svorio santykį, pagerinti dinaminę saugos metriką ir užtikrinti ilgalaikį sąnarių patvarumą.

Norėdami optimizuoti medžiagos pasirinkimą savo koboto roboto rankos projektui:

Nurodykite lydinio temperatūrą pagal streso poreikius: naudokite 6061-T6 arba 7075-T6 didelės apkrovos pagrindinių rankų segmentams ir riešų sąnariams; Lengviems išoriniams apsauginiams dangčiams ir korpuso skydams naudokite 5052-H32.

Pasirinkite dangos tipą pagal eksploatavimo aplinką: Pramoninėms zonoms, kuriose yra purslų, naudokite kietai anoduotus arba sunkius polimerinius lakus; naudokite laidžias keramines dangas vidiniams važiuoklės skyriams, kuriems reikalingas EMI įžeminimas.

Bendradarbiaukite su sertifikuotais apdorojimo specialistais: bendradarbiaukite su patyrusiais aliuminio gamintojais, tokiais kaip Changzhou Dingang Metal Material Co., Ltd., kad įvertintumėte fizinius pavyzdžius, užtikrintumėte tikslius pjovimo nuokrypius ir optimizuotumėte medžiagų pristatymo laiką.