Легкие руки из углеродного волокна для промышленных и коллаборативных роботов

LIGHTWEIGHT CARBON FIBER ARM FOR INDUSTRY PALLETIZING ROBOTS

Вес руки — ключевой фактор, влияющий на скорость работы робота, диапазон движения руки под нагрузкой, долговечность подшипников и грузоподъёмность руки. Правило простое: чем тяжелее рука, тем хуже её характеристики. Поэтому поиск сверхлёгких материалов с высокой жёсткостью имеет решающее значение.
Захваты/присоски часто изготавливаются из алюминия, который в три раза легче стали и относительно легко обрабатывается на станках с ЧПУ , особенно для мягких металлов. Однако сейчас доступны материалы ещё легче и жёстче алюминия, например, углеродное волокно .
Углеродное волокно примерно на 43% легче алюминия, обеспечивая при этом исключительную жёсткость. Важно отметить, что жёсткость компонентов из углеродного волокна зависит от типа используемого материала.

Легкая рукоятка из углеродного волокна на 43% легче алюминиевой.

Композиты на основе углеродного волокна, изготовленные с использованием технологии препрега и стандартных тканей 0/90, достигают жесткости 90 ГПа (модуль Юнга) по сравнению с жесткостью алюминия 69 ГПа.
Стандартные композиты из углеродного волокна примерно на 35% жестче алюминия и при этом на 43% легче.
Детали из высокомодульного однонаправленного (UD) углеродного волокна, применяемого в аэрокосмической промышленности, могут быть в 4 раза жёстче алюминия. Хотя эти ткани в несколько раз дороже стандартных углеродных волокон, они демонстрируют значительный потенциал для снижения веса и повышения жёсткости.

---

HOW IS CARBON FIBER USED FOR INDUSTRIAL ROBOTS ARMS?

Углеродное волокно всё чаще используется в промышленных роботах-манипуляторах благодаря своему уникальному сочетанию лёгкости, высокой прочности и жёсткости. Вот как оно применяется:

Легкая рука из углепластика для паллетирования коботов/роботов. Производитель рук из углеродного волокна – WISE CARBON FIBER.

1. Конструктивные компоненты:

• Сочленения и шарниры руки : Углеродное волокно используется для изготовления сочленений и шарниров руки промышленных роботов. Эти компоненты должны быть одновременно прочными и лёгкими для обеспечения высокой производительности и эффективности. Низкая плотность углеродного волокна снижает общий вес руки робота, что повышает скорость и снижает энергопотребление.
• Концевые исполнительные органы : захваты, клешни и другие концевые исполнительные органы, взаимодействующие с объектами, часто изготавливаются из углеродного волокна. Это снижает нагрузку на двигатели и подшипники робота, позволяя выполнять операции быстрее и точнее.

2. Улучшенная производительность:

• Повышенная скорость : благодаря уменьшению массы двигатели могут быстрее перемещать манипуляторы, что улучшает время цикла и производительность робота.
• Уменьшенный износ : более легкие компоненты снижают нагрузку на сочленения и подшипники робота, что приводит к увеличению срока службы и уменьшению необходимости в частом техническом обслуживании.

3. Точность и стабильность:

• Демпфирование вибраций : высокая жесткость углеродного волокна и его превосходные свойства гашения вибраций сводят к минимуму отклонения при быстрых движениях, повышая точность и устойчивость робота.
• Термическая стабильность : низкое тепловое расширение углеродного волокна гарантирует, что рука робота сохраняет свою форму и точность даже при изменении температур, что имеет решающее значение для процессов, требующих высокой точности.

4. Настраиваемость:

• Индивидуальные свойства : используя различные типы переплетения и ориентации углеродных волокон, свойства материала можно настраивать в соответствии с конкретными требованиями, например, максимизировать прочность в определенных направлениях при минимальном весе.

5. Долговечность:

• Коррозионная стойкость : в отличие от металлов, углеродное волокно не подвержено коррозии, что делает его идеальным для суровых промышленных условий, где воздействие химикатов или влаги является проблемой.
• Усталостная прочность : Устойчивость углеродного волокна к усталости гарантирует, что манипуляторы робота смогут работать непрерывно без ухудшения производительности.

6. Соображения стоимости:

• Первоначальные инвестиции против долгосрочных выгод : хотя компоненты из углеродного волокна могут быть дороже изначально по сравнению с традиционными материалами, такими как алюминий, долгосрочные преимущества с точки зрения производительности, долговечности и сокращения затрат на обслуживание часто оправдывают инвестиции в высокопроизводительные приложения.

Углеродное волокно используется в промышленных роботах-манипуляторах для создания легких, прочных и долговечных компонентов, которые повышают производительность, точность и долговечность робота.

---

TYPES OF CARBON FIBER ROBOTIC ARMS

Роботизированные руки из углеродного волокна различаются по конструкции, областям применения и функциональным требованиям . Вот некоторые распространённые типы:
1. Шестиосевой робот-манипулятор

• Применение : Обычно используется в промышленной автоматизации для таких задач, как сварка, покраска, сборка и упаковка.
• Особенности : Благодаря шести степеням свободы (6 DOF) он может гибко перемещаться в трёхмерном пространстве для выполнения сложных задач. Конструкция из углеродного волокна снижает вес руки, повышая скорость и точность.

2. Коллаборативная роботизированная рука (кобот)

• Применение : разработано для безопасного взаимодействия с людьми, широко используется в производстве, на сборочных линиях и в здравоохранении.
• Особенности : Легкость углеродного волокна снижает потребление энергии и повышает безопасность роботизированной руки, делая ее пригодной для сред, требующих взаимодействия человека и робота.

3. Высокоскоростной манипулятор-робот

• Применение : используется для высокоскоростных и высокоточных задач, таких как сбор и размещение электронных компонентов, а также упаковка пищевых продуктов.
• Особенности : Высокая жесткость и виброгасящие свойства углеродного волокна обеспечивают стабильную и точную работу на высоких скоростях, идеально подходят для высокочастотных задач.

4. Вакуумный захватный робот-манипулятор

• Применение : Обычно используется для погрузочно-разгрузочных работ, паллетирования и других задач по перемещению материалов.
• Особенности : Легкость и высокая прочность углеродного волокна, оснащенного присосками или захватами, позволяют ему работать с тяжелыми предметами без ущерба для эксплуатационной гибкости, что делает его пригодным для подъема и упаковки тяжелых грузов.

5. Медицинская роботизированная рука

• Применение : в основном используется при хирургических операциях, реабилитации и автоматизации лабораторий.
• Особенности : Точность и биосовместимость углеродного волокна делают его идеальным для использования в медицине, особенно в хирургических роботах, требующих высокой точности.

6. Модульная роботизированная рука

• Применение : используется в образовании и исследованиях, позволяя пользователям настраивать и перенастраивать роботизированную руку по мере необходимости.
• Особенности : Легкость углеродного волокна позволяет легко устанавливать и перемещать эти модульные компоненты, сохраняя при этом хорошие механические характеристики, что делает их подходящими для применений, требующих гибких конфигураций.

7. Аэрокосмический робот-манипулятор

• Применение : используется для эксплуатации на спутниках, космических станциях и других аэрокосмических аппаратах.
• Особенности : Высокая прочность и малый вес углеродного волокна особенно важны в космической среде, помогая снизить общий вес космического корабля и повысить эксплуатационные возможности в суровых условиях.

Эти типы роботизированных рук из углеродного волокна, адаптированные для различных сценариев применения, демонстрируют широкое применение и превосходные эксплуатационные характеристики углеродных волокнистых материалов в промышленной, медицинской и аэрокосмической областях.
Листы из углеродного волокна чаще всего используются для изготовления легких захватов/пневматических присосок.

Захваты и присоски доступны из углеродного волокна толщиной от 4 мм до 60 мм, включая варианты толщиной 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15, 20 и 30 мм.
По запросу мы также можем изготовить захваты толщиной от 1 мм до 60 мм с точностью до 0,1 мм, например, 5,1 мм.
Имея более чем 12-летний опыт поставок манипуляторов/захватов для роботов и промышленного оборудования, мы также предлагаем услуги по нарезанию резьбы и прорезке головок винтов на захватах из углеродного волокна и вакуумных присосках.