산업용 및 협동 로봇용 경량 탄소 섬유 암

LIGHTWEIGHT CARBON FIBER ARM FOR INDUSTRY PALLETIZING ROBOTS

로봇 암의 무게는 로봇의 작동 속도, 부하 하에서의 암의 동작 범위, 로봇 암 베어링의 수명, 그리고 암의 하중 용량에 영향을 미치는 핵심 요소입니다. 암이 무거울수록 성능이 저하된다는 것은 간단한 원리입니다. 따라서 강성이 높은 초경량 소재를 찾는 것이 매우 중요합니다.
암이나 그리퍼/흡착 컵은 종종 알루미늄으로 제작되는데, 이는 강철보다 세 배 가벼우 며 CNC 가공을 통해 비교적 쉽게 가공할 수 있습니다. 특히 연질 금속의 경우 더욱 그렇습니다. 그러나 탄소 섬유와 같이 알루미늄보다 더 가볍고 단단한 소재도 이제 사용 가능합니다.
탄소 섬유는 알루미늄보다 약 43% 가벼우 면서도 뛰어난 강성을 제공합니다. 탄소 섬유 부품 의 강성은 사용된 소재의 종류에 따라 달라진다는 점에 유의해야 합니다.

탄소섬유로 만든 가벼운 팔은 알루미늄 팔보다 43% ​​가볍습니다.

프리프레그 기술과 0/90 표준 직물을 사용하여 제조된 탄소 섬유 복합재는 알루미늄의 강성 69GPa에 비해 90GPa(영률)의 강성을 달성합니다.
표준 탄소 섬유 복합재는 알루미늄보다 약 35% 더 단단하지만 무게는 43% 더 가볍습니다.
항공우주 등급의 고탄성 단방향(UD) 탄소 섬유 부품은 알루미늄보다 4배 더 강할 수 있습니다. 이러한 소재는 일반 탄소 섬유보다 몇 배 더 비싸지만, 무게를 줄이고 강성을 향상시키는 데 상당한 잠재력을 보여줍니다.

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HOW IS CARBON FIBER USED FOR INDUSTRIAL ROBOTS ARMS?

탄소 섬유는 가벼운 무게, 높은 강도, 그리고 강성의 독특한 조합으로 인해 산업용 로봇 팔에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 탄소 섬유의 적용 방식은 다음과 같습니다.

협동로봇/로봇 팔레타이징용 CFRP 경량 암. 탄소섬유 암 제조업체 - WISE CARBON FIBER.

1. 구조적 구성 요소:

• 암 링크 및 조인트 : 탄소 섬유는 산업용 로봇의 암 링크와 조인트 제작에 사용됩니다. 이러한 부품은 높은 성능과 효율성을 보장하기 위해 견고하면서도 가벼워야 합니다. 탄소 섬유는 밀도가 낮아 로봇 암의 전체 무게를 줄여 속도를 향상시키고 에너지 소비를 줄입니다.
• 엔드 이펙터 : 물체와 상호 작용하는 그리퍼, 클로 또는 기타 엔드 이펙터는 종종 탄소 섬유로 제작됩니다. 이는 로봇 모터와 베어링의 부하를 줄여 더 빠르고 정밀한 작업을 가능하게 합니다.

2. 향상된 성능:

• 속도 증가 : 질량이 감소함에 따라 모터가 팔을 더 빨리 움직일 수 있어 로봇의 사이클 시간과 생산성이 향상됩니다.
• 마모 감소 : 가벼운 구성품으로 인해 로봇의 관절과 베어링에 가해지는 부담이 줄어들어 작동 수명이 길어지고 유지관리 빈도가 줄어듭니다.

3. 정밀도와 안정성:

• 진동 감쇠 : 탄소 섬유의 높은 강성과 뛰어난 진동 감쇠 특성은 빠른 움직임 중에도 처짐을 최소화하여 로봇의 정확도와 안정성을 향상시킵니다.
• 열 안정성 : 탄소 섬유의 낮은 열 팽창은 로봇 팔이 다양한 온도에서도 모양과 정밀도를 유지하도록 보장합니다. 이는 높은 정확도가 요구되는 공정에 매우 중요합니다.

4. 사용자 정의 가능성:

• 맞춤형 속성 : 다양한 유형의 탄소 섬유 직조 및 방향을 사용하면 특정 방향의 강도를 극대화하면서 무게는 최소화하는 등 특정 요구 사항을 충족하도록 재료 속성을 맞춤 설정할 수 있습니다.

5. 내구성:

• 내식성 : 금속과 달리 탄소 섬유는 부식되지 않으므로 화학 물질이나 습기에 노출되는 것이 문제가 되는 혹독한 산업 환경에 이상적입니다.
• 피로 저항성 : 탄소 섬유의 피로 저항성 덕분에 로봇 팔은 성능 저하 없이 지속적으로 작동할 수 있습니다.

6. 비용 고려 사항:

• 초기 투자 대비 장기적 이점 : 탄소 섬유 부품은 알루미늄과 같은 기존 소재에 비해 초기 비용이 더 많이 들 수 있지만, 성능, 내구성, 유지 관리 감소 측면에서 장기적 이점이 있으므로 고성능 애플리케이션에 대한 투자가 정당화되는 경우가 많습니다.

탄소 섬유는 산업용 로봇 팔에 사용되어 가볍고, 튼튼하고, 내구성이 뛰어난 부품을 만들어 로봇의 성능, 정밀도, 수명을 향상시킵니다.

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TYPES OF CARBON FIBER ROBOTIC ARMS

탄소 섬유 로봇 팔은 디자인, 적용 분야 및 기능적 요구 사항 에 따라 다양한 유형으로 나뉩니다. 다음은 몇 가지 일반적인 유형입니다.
1. 6축 로봇 암

• 응용 분야 : 일반적으로 산업 자동화에서 용접, 도장, 조립, 포장 등의 작업에 사용됩니다.
• 특징 : 6자유도(6 DOF)로 3차원 공간에서 유연하게 움직여 복잡한 작업을 수행할 수 있습니다. 탄소 섬유 구조로 팔의 무게를 줄여 속도와 정밀도를 향상시킵니다.

2. 협동 로봇 팔(Cobot)

• 응용 분야 : 인간과의 안전한 협업을 위해 설계되었으며 제조, 조립 라인, 의료 분야에서 널리 사용됩니다.
• 특징 : 탄소 섬유는 가볍기 때문에 에너지 소비를 줄이고 로봇 팔의 안전성을 높여 인간과 로봇의 협업이 필요한 환경에 적합합니다.

3. 고속 픽앤플레이스 로봇 암

• 응용 분야 : 전자 부품 픽킹 및 배치, 식품 포장과 같은 고속, 고정밀 작업에 사용됩니다.
• 특징 : 탄소 섬유의 높은 강성과 진동 감쇠 특성으로 인해 고속에서도 안정적이고 정밀한 작업이 가능하므로 고주파 작업에 이상적입니다.

4. 진공 그리퍼 로봇 암

• 용도 : 일반적으로 취급, 팔레타이징 및 기타 재료 취급 작업에 사용됩니다.
• 특징 : 흡입 컵이나 그리퍼가 장착되어 있으며, 탄소 섬유의 가볍고 고강도 특성 덕분에 작업의 유연성을 손상시키지 않고 무거운 물체를 처리할 수 있어 무거운 물건을 들어올리고 포장하는 데 적합합니다.

5. 의료용 로봇 팔

• 응용 분야 : 주로 수술 과정, 재활, 실험실 자동화에 사용됩니다.
• 특징 : 탄소 섬유의 정밀성과 생체적합성은 의료 환경, 특히 높은 정확도가 요구되는 수술 로봇에 이상적입니다.

6. 모듈형 로봇 팔

• 응용 분야 : 교육 및 연구에 사용되며 사용자가 필요에 따라 로봇 팔을 구성하고 재구성할 수 있습니다.
• 특징 : 탄소 섬유의 가벼운 특성으로 인해 이러한 모듈식 구성 요소는 우수한 기계적 성능을 유지하면서도 설치 및 이동이 쉬워 유연한 구성이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

7. 항공우주 로봇팔

• 응용 분야 : 위성, 우주 정거장 및 기타 항공 우주 차량의 작업에 사용됩니다.
• 특징 : 탄소 섬유의 고강도 및 경량 특성은 우주 환경에서 특히 중요하며, 우주선의 전체 중량을 줄이고 혹독한 환경에서의 작동 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

다양한 응용 시나리오에 맞춰 제작된 이러한 유형의 탄소 섬유 로봇 팔은 산업, 의료 및 항공우주 분야에서 탄소 섬유 소재의 광범위한 사용과 뛰어난 성능을 보여줍니다.
탄소 섬유 시트는 경량 그리퍼/공압 흡입 플레이트 제조에 가장 많이 사용됩니다.

그리퍼와 흡입 플레이트는 두께가 4mm에서 60mm까지 다양한 탄소 섬유로 제공되며, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15, 20, 30mm 옵션도 제공됩니다.
요청에 따라 0.1mm의 정밀도로 두께 1mm에서 60mm까지 맞춤형 그리퍼를 제공할 수 있습니다(예: 5.1mm).
로봇과 산업 기계용 암/그리퍼를 공급하는 데 12년 이상의 경험을 바탕으로, 탄소 섬유 그리퍼와 흡입 플레이트에 나사산 가공과 나사 머리 슬로팅 서비스도 제공합니다.