Bras légers en fibre de carbone pour robots industriels et collaboratifs

LIGHTWEIGHT CARBON FIBER ARM FOR INDUSTRY PALLETIZING ROBOTS

Le poids du bras est un facteur clé qui influence la vitesse de fonctionnement du robot, son amplitude de mouvement sous charge, la longévité de ses roulements et sa capacité de charge. La règle est simple : plus le bras est lourd, moins il est performant. Il est donc crucial de trouver des matériaux ultra-légers et très rigides.
Les bras ou les pinces/ventouses sont souvent fabriqués en aluminium, un matériau trois fois plus léger que l'acier et relativement facile à usiner par CNC , notamment pour les métaux tendres. Cependant, des matériaux encore plus légers et rigides que l'aluminium, comme la fibre de carbone , sont désormais disponibles.
La fibre de carbone est environ 43 % plus légère que l'aluminium tout en offrant une rigidité exceptionnelle. Il est important de noter que la rigidité des composants en fibre de carbone dépend du type de matériau utilisé.

Le bras léger en fibre de carbone est 43 % plus léger que celui en aluminium

Les composites en fibre de carbone fabriqués à l'aide de la technologie préimprégnée et de tissus standard tissés 0/90 atteignent une rigidité de 90 GPa (module de Young), contre une rigidité de 69 GPa pour l'aluminium.
Les composites en fibre de carbone standard sont environ 35 % plus rigides que l’aluminium tout en étant 43 % plus légers.
Les pièces en fibre de carbone unidirectionnelle (UD) à haut module de qualité aérospatiale peuvent être quatre fois plus rigides que l'aluminium. Bien que ces tissus soient plusieurs fois plus chers que les fibres de carbone standard, ils présentent un potentiel significatif de réduction du poids et d'amélioration de la rigidité.

---

HOW IS CARBON FIBER USED FOR INDUSTRIAL ROBOTS ARMS?

La fibre de carbone est de plus en plus utilisée dans les bras de robots industriels grâce à sa combinaison unique de légèreté, de résistance élevée et de rigidité. Voici son application :

Bras léger en PRFC pour cobots/robots de palettisation. Fabricant de bras en fibre de carbone : WISE CARBON FIBER.

1. Composants structurels :

• Articulations et liaisons de bras : La fibre de carbone est utilisée pour fabriquer les articulations et liaisons de bras des robots industriels. Ces composants doivent être à la fois robustes et légers pour garantir des performances et une efficacité élevées. La faible densité de la fibre de carbone réduit le poids total du bras du robot, ce qui améliore la vitesse et réduit la consommation d'énergie.
• Effecteurs terminaux : Les pinces, griffes et autres effecteurs terminaux interagissant avec les objets sont souvent fabriqués en fibre de carbone. Cela réduit la charge sur les moteurs et les roulements du robot, permettant des opérations plus rapides et plus précises.

2. Performances améliorées :

• Vitesse accrue : avec une masse réduite, les moteurs peuvent déplacer les bras plus rapidement, améliorant ainsi le temps de cycle et la productivité du robot.
• Usure réduite : des composants plus légers réduisent la tension sur les articulations et les roulements du robot, ce qui conduit à une durée de vie opérationnelle plus longue et à une maintenance moins fréquente.

3. Précision et stabilité :

• Amortissement des vibrations : la rigidité élevée de la fibre de carbone et ses excellentes propriétés d'amortissement des vibrations minimisent les déflexions lors des mouvements rapides, améliorant ainsi la précision et la stabilité du robot.
• Stabilité thermique : la faible dilatation thermique de la fibre de carbone garantit que le bras du robot conserve sa forme et sa précision même à des températures variables, ce qui est essentiel pour les processus nécessitant une grande précision.

4. Personnalisation :

• Propriétés sur mesure : en utilisant différents types de tissages et d'orientations de fibres de carbone, les propriétés du matériau peuvent être personnalisées pour répondre à des exigences spécifiques, telles que la maximisation de la résistance dans certaines directions tout en minimisant le poids.

5. Durabilité :

• Résistance à la corrosion : Contrairement aux métaux, la fibre de carbone ne se corrode pas, ce qui la rend idéale pour les environnements industriels difficiles où l'exposition aux produits chimiques ou à l'humidité est un problème.
• Résistance à la fatigue : La résistance de la fibre de carbone à la fatigue garantit que les bras du robot peuvent fonctionner en continu sans dégradation des performances.

6. Considérations relatives aux coûts :

• Investissement initial vs avantages à long terme : Bien que les composants en fibre de carbone puissent être plus chers au départ que les matériaux traditionnels comme l'aluminium, les avantages à long terme en termes de performances, de durabilité et de maintenance réduite justifient souvent l'investissement dans des applications hautes performances.

La fibre de carbone est utilisée dans les bras de robots industriels pour créer des composants légers, solides et durables qui améliorent les performances, la précision et la longévité du robot.

---

TYPES OF CARBON FIBER ROBOTIC ARMS

Les bras robotisés en fibre de carbone se déclinent en différents types, selon leur conception, leurs domaines d'application et leurs exigences fonctionnelles . Voici quelques exemples courants :
1. Bras robotisé à six axes

• Application : Généralement utilisé dans l'automatisation industrielle pour des tâches telles que le soudage, la peinture, l'assemblage et l'emballage.
• Caractéristiques : Doté de six degrés de liberté (6 DOF), il peut se déplacer avec souplesse dans un espace tridimensionnel pour effectuer des tâches complexes. Sa construction en fibre de carbone allège le bras, améliorant ainsi la vitesse et la précision.

2. Bras robotique collaboratif (Cobot)

• Application : Conçu pour une collaboration sûre avec les humains, largement utilisé dans la fabrication, les chaînes de montage et les soins de santé.
• Caractéristiques : La nature légère de la fibre de carbone réduit la consommation d'énergie et améliore la sécurité du bras robotique, le rendant adapté aux environnements nécessitant une collaboration homme-robot.

3. Bras robotisé Pick-and-Place à grande vitesse

• Application : Utilisé dans les tâches à grande vitesse et à haute précision telles que la sélection et le placement de composants électroniques et l'emballage alimentaire.
• Caractéristiques : La rigidité élevée et les propriétés d'amortissement des vibrations de la fibre de carbone permettent un fonctionnement stable et précis à des vitesses élevées, idéal pour les tâches à haute fréquence.

4. Bras robotisé à préhension par aspiration

• Application : Généralement utilisé pour la manutention, la palettisation et d'autres tâches de manutention de matériaux.
• Caractéristiques : Équipé de ventouses ou de pinces, les propriétés légères et de haute résistance de la fibre de carbone lui permettent de manipuler des objets lourds sans compromettre la flexibilité opérationnelle, ce qui la rend adaptée au levage et à l'emballage de charges lourdes.

5. Bras robotisé médical

• Application : Principalement utilisé dans les procédures chirurgicales, la rééducation et l'automatisation des laboratoires.
• Caractéristiques : La précision et la biocompatibilité de la fibre de carbone la rendent idéale pour les environnements médicaux, en particulier dans les robots chirurgicaux qui nécessitent une grande précision.

6. Bras robotique modulaire

• Application : Utilisé dans l'éducation et la recherche, permettant aux utilisateurs de configurer et de reconfigurer le bras robotique selon les besoins.
• Caractéristiques : La nature légère de la fibre de carbone rend ces composants modulaires faciles à installer et à déplacer tout en conservant de bonnes performances mécaniques, adaptés aux applications nécessitant des configurations flexibles.

7. Bras robotique aérospatial

• Application : Utilisé pour les opérations sur les satellites, les stations spatiales et autres véhicules aérospatiaux.
• Caractéristiques : Les caractéristiques de haute résistance et de légèreté de la fibre de carbone sont particulièrement importantes dans les environnements spatiaux, contribuant à réduire le poids global du vaisseau spatial et à améliorer les capacités opérationnelles dans des conditions difficiles.

Ces types de bras robotiques en fibre de carbone, adaptés à différents scénarios d'application, démontrent l'utilisation intensive et les performances supérieures des matériaux en fibre de carbone dans les domaines industriel, médical et aérospatial.
Les feuilles de fibre de carbone sont le plus souvent utilisées pour la fabrication de pinces légères / plaques d'aspiration pneumatiques.

Les pinces et les plaques d'aspiration sont disponibles en fibre de carbone avec des épaisseurs allant de 4 mm à 60 mm, y compris des options à 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15, 20 et 30 mm.
Sur demande, nous pouvons également fournir des épaisseurs de pinces personnalisées de 1 mm à 60 mm avec une précision de 0,1 mm, par exemple 5,1 mm.
Avec plus de 12 ans d'expérience dans la fourniture de bras/pinces pour robots et machines industrielles, nous proposons également des services de filetage et de rainurage de têtes de vis sur des pinces en fibre de carbone et des plaques d'aspiration.