Úvod do materiálu PEEKRobotické senzory
PEEK (polyéteréterketón) je vysoko výkonný špeciálny technický plast s vlastnosťami, ako je vysoká teplotná odolnosť (dlhodobá prevádzková teplota okolo 240 °C), chemická odolnosť voči korózii, vysoká pevnosť, nízka hmotnosť, nízky koeficient trenia a vynikajúca elektrická izolácia. Vďaka týmto výhodám je ideálnym materiálom pre kľúčové komponenty robotických senzorov, čím rieši nedostatky tradičných kovových alebo bežných plastových senzorov, pokiaľ ide o presnosť, stabilitu a prispôsobivosť prostrediu.
I. Základné typy a charakteristiky aplikácií
Materiál PEEK slúži hlavne na výrobu základných štrukturálnych komponentov alebo funkčných substrátov senzorov. Bežné typy použitia sú nasledovné:
1. Šesťrozmerné senzory sily/krutiace momentu
Aplikačná časť: Helastické teleso (základná zložka pre vnímanie silového signálu) senzora.
Základná hodnota: Tradičné elastické telesá sú väčšinou vyrobené zo zliatiny hliníka, zatiaľ čo PEEK má lepší pomer modulu pružnosti k hustote – zaisťuje štrukturálnu pevnosť a zároveň výrazne znižuje hmotnosť elastického telesa, minimalizuje zotrvačné rušenie počas pohybu robota a zlepšuje presnosť merania sily (až do ±0,1 % FS) a rýchlosť dynamickej odozvy (doba odozvy < 1 ms).
Typické scenáre: Montáž priemyselných robotov (napríklad presné riadenie sily uťahovania skrutiek), kolaboratívna interakcia človeka a stroja robota (napríklad vnímanie sily nárazu), chirurgická spätná väzba sily medicínskeho robota (napríklad monitorovanie sily brúsenia povrchu kostí v ortopedických robotoch).
2. Hmatové/deformačné senzory
Aplikačná časť: Flexibilný substrát alebo nosič elektródy senzora.
Základná hodnota: PEEK má určitú flexibilitu a odolnosť proti únave, čo umožňuje jeho spracovanie do tenkých alebo nepravidelných tvarov, vhodných pre zakrivené alebo flexibilné kontaktné scenáre, ako sú prsty robotov a chápadlá; zároveň jeho elektrická izolácia môže zabrániť rušeniu signálu a zabezpečiť stabilitu hmatových (ako je tlak, rozpoznávanie textúry) alebo údajov o napätí (ako je deformácia kĺbu) údajov.
Typické scenáre: Vnímanie tlaku v servisných robotoch pri uchopovaní krehkých predmetov (ako je sklo, ovocie), monitorovanie napätia pre uloženie v flexibilnej zostave priemyselného robota.
3. Špecializované senzory pre korozívne prostredie
Aplikačná časť: Kryt, ochranná objímka sondy alebo kontaktné komponenty senzora.
Základná hodnota: PEEK má extrémne silnú odolnosť voči kyselinám, zásadám, organickým rozpúšťadlám a vysokoteplotnej pare (ako je napríklad čistenie CIP v potravinárskom priemysle), čo je oveľa lepšie ako nehrdzavejúca oceľ alebo bežné plasty, čím chráni vnútorné komponenty senzora pred koróziou a predlžuje jeho životnosť.
Typické scenáre: Senzory hladiny/koncentrácie kvapaliny v potravinárskych/medicínskych robotoch (napríklad monitorovanie hladiny kvapaliny v nádržiach na omáčky), senzory environmentálnych parametrov v chemických robotoch (napríklad ochrana sond na detekciu korozívnych plynov).
II. Hlavné výhody oproti tradičným materiálom
III. Typické oblasti použitia
Priemyselné roboty: Riadenie montážnej sily, spätná väzba brúsnej sily, monitorovanie uchopovacieho tlaku;
Medicínske roboty: Vnímanie sily chirurgických nástrojov (ako napríklad spätná väzba sily pri laparoskopických operáciách), monitorovanie napätia kĺbov rehabilitačných robotov;
Špeciálne roboty: Snímače prostredia odolné voči korózii v potravinárskom/chemickom priemysle, snímače teploty/sily vo vysokoteplotných podmienkach (napríklad zváranie v automobilovom priemysle).
