Zakaj aluminij, prevlečen z visoko trdnostjo in težo, nadomešča jeklo v robotskih rokah Cobot?

Sodelujoči roboti (koboti), zasnovani za varno delo skupaj s človeškimi operaterji v dinamičnih proizvodnih okoljih, zahtevajo natančen kinetični nadzor, visoke stopnje pospeševanja in nizke zahteve glede navora motorja v sklepih. Tradicionalna težka jeklena ohišja in strukturni segmenti ročic nalagajo resne vztrajnostne kazni, omejujejo razmerja med koristno obremenitvijo in težo in pospešujejo utrujenost aktuatorja.

Uporaba visoko trdne prevlečene aluminijeve zlitine (kot so 5052-H32 , 6061-T6 ali specializirani trakovi in ​​pločevine 7075-T6 z zaščitnimi/prevodnimi prevlekami) proizvajalcem robotov omogočajo zmanjšanje mase roke za do 60 %, hkrati pa zagotavljajo vrhunsko trdnost, učinkovito odvajanje toplote in dolgoročno površinsko zaščito pred korozijo.

Omejitve visoke vztrajnosti in nosilnosti konstrukcijskega jekla

Tradicionalne kobotne roke, izdelane iz jeklenih komponent, trpijo zaradi prekomerne strukturne mase:

Visoka dinamična obremenitev sklepov: Težke povezave rok povečujejo neprekinjen navor sklepov, kar prisili inženirje, da določijo večje, težje in dražje servo motorje in menjalnike.

Zmanjšana občutljivost na trčenje: varnost Cobota je odvisna od hitrih senzorjev za omejevanje moči in sile (PFL); visoka vztrajnost roke zakasni čase ustavitve med naključnim stikom s človekom, kar ustvarja nevarnosti za varnost.

Omejitve kompozitov iz aluminija in vlaken brez premaza

Medtem ko so lahki materiali bistveni, surovi aluminij in polimerni kompoziti predstavljajo operativne pomanjkljivosti:

Strukturno jeklo v primerjavi s prevlečenim segmentom roke iz visoko trdnega aluminija

Površinska obraba in korozija v okolju: Aluminij brez premaza se zlahka opraska in podleže oksidaciji, ko je izpostavljen rezalnim tekočinam, detergentom ali tovarniški vlagi.

Razslojevanje ogljikovih vlaken in ranljivost za elektromagnetne motnje: Kompoziti iz ogljikovih vlaken imajo majhno težo, vendar so nagnjeni k mikro razpokam, jih je težko brusiti in zagotavljajo šibko zaščito pred elektromagnetnimi motnjami (EMI).

Matrika tehničnih specifikacij: strukturni materiali za orožje cobot

Spodnja tabela primerja ključne inženirske lastnosti med konstrukcijskim jeklom, kompoziti iz ogljikovih vlaken in prevlečenimi aluminijevimi zlitinami visoke trdnosti:

Prednosti zmogljivosti v roki Cobot Aplikacije

pogosta vprašanja

V1: Zakaj je prevlečen aluminij prednost pred ogljikovimi vlakni za segmente ohišij ročice kobota?

O: Medtem ko so ogljikova vlakna lahka, prevlečeni aluminij zagotavlja boljšo toplotno prevodnost ( 130–170 W/m·K  v primerjavi z <10 W/m·K ), nižje proizvodne stroške, vrhunsko odpornost na udarce brez razslojevanja in vgrajeno zaščito pred elektromagnetnimi motnjami brez potrebe po vstavkih iz kovinske mreže.

V2: Kako zmanjšanje mase roke kobota izboljša varnost med stikom med človekom in robotom?

O: Manjša masa neposredno zmanjša vztrajnostni moment robotske roke ( I ). Nižja kinetična energija omogoča cobotovim senzorjem za omejevanje sile, da zaznajo trke in ustavijo roko veliko hitreje, s čimer se zmanjšajo morebitne udarne sile na operaterja.

V3: Ali se bo funkcionalni premaz luščil ali mikro razpokal med CNC obdelavo ali upogibanjem?

O: Ne. Visokokakovostne predhodno premazane ali neprekinjeno anodizirane aluminijaste plošče uporabljajo fleksibilna polimerna veziva ali tesno vezane oksidne filme, utrjene pri povišanih temperaturah, s čimer dosežejo oprijem s prečno loputo stopnje 0, ki je sposoben prenesti operacije upogibanja in oblikovanja.

V4: Kakšen je koeficient toplotne razteznosti aluminija v primerjavi z jeklom v natančnih spojih robotov?

O: Aluminij ima višji koeficient toplotne razteznosti ( ~ 23 × 10 ⁻⁶ K ) kot jeklo (~ 12 × 10⁻⁶ K ). Vendar pa vrhunska toplotna prevodnost aluminija hitro razprši toploto spoja, s čimer ohranja splošno delovno temperaturo spoja znatno nižjo in zmanjša gradiente toplotnega raztezanja.

V5: Kako naj kupci strojne opreme predložijo zahtevo za tehnično oceno?

O: Kupci naj pošljejo fizične primerjalne ciljne vzorce ali tehnične risbe neposredno podjetju Changzhou Dingang Metal Material Co., Ltd. Naš inženirski laboratorij bo izvedel preverjanje sestave, testiranje adhezije premaza in preverjanje dimenzij ter vrnil podrobno tehnično poročilo in konkurenčno ponudbo.

Zaključek

Prehod s konstrukcijskega jekla na aluminij s prevleko visoke trdnosti omogoča oblikovalskim skupinam robotike, da povečajo razmerje med obremenitvijo in težo roke kobota, izboljšajo dinamične varnostne meritve in zagotovijo dolgoročno vzdržljivost sklepov.

Za optimizacijo izbire materiala za vaš projekt robotske roke cobot:

Določite kaljenje zlitine glede na obremenitvene zahteve: uporabite 6061-T6 ali 7075-T6 za visoko obremenjene glavne segmente rok in zapestne sklepe; uporabite 5052-H32 za lahke zunanje zaščitne pokrove in ščite ohišja.

Izberite vrsto prevleke glede na delovno okolje: za industrijske cone, izpostavljene brizganju, priporočamo trdo anodizirane ali težke polimerne lake; uporabite prevodne keramične prevleke za notranje predelke ohišja, ki zahtevajo ozemljitev EMI.

Partnerstvo s certificiranimi strokovnjaki za predelavo: Sodelujte z izkušenimi proizvajalci aluminija, kot je Changzhou Dingang Metal Material Co., Ltd., da ocenite fizične vzorce, zagotovite natančne tolerance rezanja in optimizirate čas dobave materiala.