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人工智能機器人的發展對鋁材料的需求影響

文章出處:廣東興發鋁業有限公司 人氣:-發表時間:2018-03-27

現代工業的發展,勞動力成本的增加,眾多制造業、物流業企業都在迫切尋找使用機器人替代人力的方案。它們只要在固定的環境中精確地完成各種重復性的工作證明自身的價值即可隨著技術日新月異機器人的種類和應用領域不斷拓展正在各個行業普及開來

 

機器人應用現狀及發展


據悉,2016年,中國工業機器人的保有量達到30萬臺,與先進的制造業國家相比,我國工業機器人使用密度還有不少差距,工業機器人的保有量仍有巨大上升空間。據有關部門預測,隨著產業轉型升級的需求,人力成本的上升,以及國家政策的扶持,2017-2022年我國工業機器人未來的增速可達30%以上,到2022年我國工業機器人年銷售量超過27萬臺。


圖:工業機器人


目前,機器人除了在制造業中涉及的沖壓、焊接、自動化裝配流水線等工藝上得到了廣泛使用外,還可用于替代傳統上需人工完成的打磨、復雜焊接、拋光等復雜動作的工作。隨著機器人發展的不斷成熟,在信息技術、控制技術、人工智能和傳感技術等迅速發展的支持下,機器人的應用已從最早的制造領域不斷擴大到醫療衛生、生活服務、空間及海洋探索、軍事和娛樂等非制造領域。非制造領域應用機器人已成為當今國際自動化技術的重要發展方向。目前國際上對非制造領域機器人(也稱為Advanced Robot,我國稱為特種機器人)的研究和開發非常活躍。特種機器人是替代人在高溫、有毒、有害、粉塵、噪音、爆炸、射線等惡劣環境下作業中必不可少的工具。

 

我國在《中國制造2025》將“高檔數控機床和機器人”作為10個重點發展領域之一,提出“圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業機器人、特種機器人,以及醫療健康、家庭服務、教育娛樂等服務機器人的應用需求,積極研發新產品,促進機器人標準化、模塊化發展”。

 

在我國制造業面臨產業升級換代、老齡化社會轉型等背景下,在未來十幾年甚至幾十年內,傳統的工業機器人和新型家政服務機器人的需求將持續上升,機器人市場應用潛力十分顯著。而伴隨之機器人技術將不僅推動制造業進入一個新的階段,同時也將迎來非制造業自動化技術的快速發展。

 

機器人用材及其輕量化趨勢

 

工業機器人的制造材料與使用環境有很大關系,并且通常都需要承受較大的工作壓力,所以對制造材料的選擇是比較苛刻的。

 

制造工業機器人選用最多的還是金屬材料,金屬材料強度比較大,不易磨損目前,各種牌號的金屬材料是各類機器人結構零部件材料的首選,如鑄鐵、合金鋼、不銹鋼、鋁合金、鈦合金等。以傳統工業機器人為代表的專業機器人在設計和使用時首先考慮的是需要具有足夠的強度,因此,其結構部件多為各類鑄鐵、合金鋼等材料,亦有部分部件采用鋁合金、復合材料等。


圖:機器人圍欄鋁型材

 

傳統機器人龐大的自身重量為其安全性帶來了一定的隱患,另外,機器人自重太大會制約其在某些對質量有很嚴格限制場合中的應用。因此,若要提高機器人的安全性能,機器人的輕量化是需要解決的重要問題。同時,輕量化可以提升機器人的運動性能,可以節約材料、節約能源、降低成本。為適應機器人向更加輕巧、高效率及操作便捷性等需求,除了結構設計輕量化外,材料輕量化更為重要

 

目前,應用在輕量化方面的主流材料有高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維以及其他復合材料等。

 

制造機器人常用的金屬材料是鋁合金因其耐酸耐堿性強,用不銹鋼的比例較小,因為鋁合金比不銹鋼更方便加工。工業機器人大部分零部件會選用6061和7075這兩個型號的鋁合金,以6061為代表的6000系列鋁合金,其主要合金元素為鎂與硅,這種鋁合金強度中等,具有良好的抗腐蝕性、可焊接性,氧化效果較好。而以7075型號為代表的7000系列鋁合金主要含有鋅元素,是鋁鎂鋅銅合金,屬于超硬鋁合金,也是可熱處理合金,有良好的耐磨性,也有良好的焊接性,但耐腐蝕性較差,多應用于航空環境。6061的硬度雖然沒7075高,但抗腐蝕比較好,所以市面上機器人手臂大多使用這種鋁合金材質。興發鋁業生產6061等牌號工業鋁型材,并為機器人生產線會使用大量的圍欄、支架和線槽等提供鋁型材,是各類工業鋁型材實力供應商


圖:桁架機器人鋁型材主體


圖:機器人生產線會大量使用鋁質圍欄、支架、線槽等


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