탄소 섬유 복합 재료 VS 로봇 팔용 경량 합금 재료
경량 구조에 비해 로봇에 대한 경량 소재의 영향은 더 직접적입니다. 로봇에 경량 소재를 사용하면 작업 에너지 소비를 줄이고 작업 속도를 높이며 작업 효율성을 높일 수 있습니다. 또한 더 가벼운 자체 무게는 로봇이 모션 관성을 줄이고 모션 정확도를 높이는 분명한 이점이 있습니다. 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 탄소 섬유 복합 재료는 모두 로봇에 일반적으로 사용되는 경량 소재입니다. 세 가지의 가벼운 효과는 상대적으로 분명하지만 특정 응용 프로그램의 성능에는 여전히 일정한 차이가 있습니다.
로봇 팔의 알루미늄 합금
알루미늄의 일반적인 특성 외에도 다양한 유형 및 유형의 알루미늄 합금은 합금 원소의 추가로 인해 다른 성능 특성을 나타냅니다. 알루미늄 합금의 밀도가 작고 강도가 높으며 비강도가 고합금강에 가깝고 비강성이 강을 초과하고 주조 성능과 소성 가공성이 좋으며 면에서도 이상적입니다. 전기전도도, 열전도도, 내식성, 용접성이 우수하여 구조물로 사용할 수 있습니다. 재료 사용.
또한 알루미늄 합금의 적용 비용이 비교적 저렴하여 널리 사용됩니다. 그러나 열 안정성은 이상적이지 않습니다. 일부 극한 작업 환경에서는 크리프가 발생하기 쉽습니다. 로봇의 중요한 작동 부품에 사용하면 로봇의 작동 정확도에 영향을 미칩니다. 따라서 알루미늄 합금 재료는 모델 및 교육용 로봇에 더 적합하지만 주조, 소방 및 기타 산업에는 적합하지 않습니다.
로봇 팔의 마그네슘 합금
마그네슘은 실용적인 금속 중 가장 가볍습니다. 비중은 알루미늄의 약 2/3, 철의 약 1/4입니다. 30% 유리 섬유를 포함하는 폴리카보네이트 복합 재료의 경우 마그네슘 밀도는 10%를 초과하지 않습니다. 퍼센트 . 마그네슘 합금은 마그네슘 및 기타 원소로 구성된 합금입니다. 이 합금은 저밀도, 고강도, 큰 탄성 계수, 우수한 방열 및 충격 흡수, 알루미늄 합금보다 더 큰 충격 하중 용량, 유기 물질 및 알칼리에 대한 강한 내식성을 갖는다.
일본 회사의 3세대 ASIMO 쉘은 마그네슘 합금으로 만들어져 로봇의 자중을 크게 줄입니다. 보행 속도는 기존 1.6km/h에서 2.5km/h로 증가했으며, 최고 주행 속도는 3km/h에 달했다.
그러나 마그네슘 합금의 강도와 인성은 여전히 강철 및 알루미늄 합금보다 낮고 로봇 재료의 성능 요구 사항 사이에는 여전히 격차가 있으며 강철, 알루미늄 합금 및 기타 재료를 완전히 대체하는 것은 불가능합니다. 강도의 한계로 인해 로봇 재료로서의 마그네슘 합금도 주조 및 용접과 같은 가공 성능에 직접적인 영향을 미치며 큰 하중 처리의 응용 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다. 일반적으로 의료 및 가사와 같은 경량 로봇 부품에 사용됩니다.
로봇 팔의 탄소 섬유 복합 재료
탄소 섬유 복합 재료는 고강도, 경량, 낮은 크리프를 가지며 비강도는 강철의 수십 배입니다. 예를 들어, Noen Composites는 State Grid 배전소 검사 로봇을 위해 개폐식 로봇 쉘을 맞춤 제작했습니다. 매우 가벼운 무게는 기계적 에너지 소비를 크게 줄이고 작업 시간을 연장하며 이동할 때 로봇을보다 안정적이고 안전하게 만들 수 있습니다. .
마그네슘 합금 및 알루미늄 합금 재료와 비교할 때 탄소 섬유 복합 재료의 성능 특성은 중소형 산업용 로봇에 더 적합하며 고하중, 고마모 및 사용 빈도가 높은 환경에서 사용할 수 있습니다. 응용 비용이 높지만 미래의 지능형 산업 프로세스에서 고유한 성능 이점을 무시할 수 없습니다.
한마디로 경량 로봇의 개발이 대세다. 많은 종류의 로봇이 관련되어 있습니다. 다른 작업 환경과 다른 위치의 구성 요소는 재료에 대한 요구 사항이 다릅니다. 로봇 재료의 선택은 품질, 강성, 운동 관성 등 다양한 관점에서 종합적으로 고려되어야 한다고 제안합니다. 예를 들어, 로봇 팔은 움직이는 부분이고 잘 제어되어야 하므로 로봇 팔의 재료는 부피가 커지지 않아야 합니다.
동시에 로봇 팔의 재료는 하중을 견딜 수 있을 만큼 충분한 강도와 강성을 가져야 하며 변형 및 파손이 없어야 합니다. 이 경우 마그네슘 합금 및 알루미늄 합금보다 탄소 섬유 복합 재료가 더 적합합니다. 또한 로봇팔의 작업조건과 종합비용에 따른 선택과 선택시 다양한 재료의 통합적용에 주의를 기울일 필요가 있어 로봇팔의 경량화 가치가 효과적으로 반영될 수 있다.