Zalety włókna węglowego w zastosowaniach robotycznych

Zalety włókna węglowego w zastosowaniach robotycznych

Ramię robota to jeden z głównych elementów robota służący do wykonywania zadań operacyjnych. Jego główną funkcją jest dokładne otrzymywanie instrukcji podczas interakcji z otoczeniem i dokładne lokalizowanie punktu w przestrzeni trójwymiarowej (lub dwuwymiarowej) w celu standardowych operacji. Jako jedno z najczęściej stosowanych zautomatyzowanych urządzeń mechanicznych w dziedzinie robotyki, ramiona robotyczne odgrywają ważną rolę w produkcji przemysłowej, medycynie, cywilu, wojsku, logistyce transportu i eksploracji kosmosu. Coraz więcej nowych typów ramion robotycznych wykorzystuje materiały kompozytowe z włókna węglowego. Jakie zalety ma ten nowy materiał, wielokrotnie droższy od materiałów metalowych? Jakie są powody, dla których projektanci ramion robotycznych wybierają materiały kompozytowe z włókna węglowego?

Powód 1: Lekka waga własna

Ciężar ramienia robota powinien być jak najmniejszy, a im lżejsze ramię robota, tym mniejszy jest jego moment bezwładności. Lekka konstrukcja może zoptymalizować stosunek mocy do masy ramion robotycznych, a wybór lekkich materiałów jest również ważnym sposobem na osiągnięcie lekkości ramion robotycznych. Gęstość materiałów kompozytowych z włókna węglowego wynosi tylko jedną trzecią gęstości stali i jest o około 30% lżejsza niż stop aluminium. Niska waga oznacza, że ​​zużycie energii podczas pracy ramienia robota jest mniejsze, dzięki czemu jest ono lżejsze i wydajniejsze. Nawet jeśli zużycie energii zostanie tylko nieznacznie zmniejszone lub nieznacznie poprawi się wydajność produkcji, efekty, jakie to przynosi w pracy długoterminowej i seryjnej, są ogromne.

Powód 2: Wysoka intensywność

Ramię robota musi zapewniać wystarczający udźwig przy jednoczesnej niewielkiej masie. Podstawowy ciężar, jaki musi udźwignąć ramię robota, obejmuje ciężar samego ramienia plus maksymalny ciężar przedmiotu obrabianego, jaki jest w stanie chwycić pazurami. Materiały kompozytowe z włókna węglowego mają wyższą wytrzymałość właściwą i moduł właściwy niż stal, a ich wytrzymałość na rozciąganie zazwyczaj przekracza 3500Mpa, czyli 7-9 razy większa niż w przypadku stali. Wysuwane ramię robota z włókna węglowego, skonfigurowane przez pewne przedsiębiorstwo zajmujące się włóknami węglowymi do robotów do eksploracji tuneli, ma grubość zaledwie 5 mm i średnicę 18 cm. Może jednak przewozić instrumenty i sprzęt ważący ponad 100 kilogramów. Ta wysoka nośność daje robotowi możliwość rozwoju w kierunku różnorodnych funkcji.

Powód 3: Niskie pełzanie

Materiały kompozytowe z włókna węglowego mają znikomy współczynnik rozszerzalności cieplnej, niskie pełzanie i mogą dostosować się do środowisk pracy o dużych różnicach temperatur. Prostokątna teleskopowa rura ramienia robota specjalnie zaprojektowana dla robotów do kontroli energii elektrycznej, która nie tylko zmniejsza ciężar własny i zużycie energii, ale także wykładniczo wydłuża cykl pracy. Jego stabilna praca w trudnych warunkach pogodowych, takich jak zimno i wysokie temperatury, umożliwia dokładne i szybkie wykonanie instrukcji, odgrywając ogromną rolę w zastępowaniu ręcznych prac kontrolnych. Jest to również ważny powód wyboru materiałów kompozytowych z włókna węglowego do projektowania robotów w wielu specyficznych środowiskach pracy .

www.superbheater.com