Rura pręta z włókna węglowego

Dzięki projektowaniu można zoptymalizować stosunek mocy do masy ramienia robota. Wybór lekkich materiałów produkcyjnych jest również ważnym sposobem uzyskania lekkich ramion robotycznych. Gęstość materiałów kompozytowych z włókna węglowego wynosi tylko jedną trzecią gęstości stali i jest o około 30% lżejsza od stopu aluminium, co oznacza, że ​​ramię robota zużywa mniej energii podczas pracy oraz działa lekko i szybciej. Nawet jeśli tylko nieznacznie zmniejszy się współczynnik zużycia energii lub nieznacznie poprawi się wydajność produkcji, efekt, jaki przynosi praca długoterminowa i wsadowa, jest ogromny.

Na podstawowy ciężar, jaki musi udźwignąć ramię robota, składa się ciężar samego ramienia plus maksymalny ciężar chwytanego przedmiotu. Stosunek wytrzymałości i współczynnik modułu materiałów kompozytowych z włókna węglowego są znacznie wyższe niż stali. Wytrzymałość na rozciąganie zazwyczaj przekracza 3500Mpa, czyli 7-9 razy więcej niż w przypadku stali. Ta wysoka nośność zapewnia wsparcie techniczne dla zróżnicowanego rozwoju robotów.

Zmniejszając ciężar własny i zużycie energii, cykl pracy wydłuża się wykładniczo. Wydajność pracy jest stabilna w trudnych warunkach klimatycznych, takich jak bardzo niskie i wysokie temperatury, i umożliwia dokładne i szybkie wykonywanie instrukcji. Jest to również ważny powód, dla którego materiały kompozytowe z włókna węglowego są preferowane przy projektowaniu robotów w wielu specyficznych środowiskach pracy.

Aby w pełni wykorzystać odporność zmęczeniową materiałów kompozytowych z włókna węglowego, powinniśmy zacząć od najbardziej podstawowego projektu i produkcji, ponieważ rzeczywista odporność na zmęczenie ramion robotów wykonanych z kompozytu włókna węglowego często zależy od kąta nachylenia kierunku warstwy materiału kompozytowego i kierunek obciążenia. Dlatego też w przypadku stosowania materiałów kompozytowych z włókna węglowego do wykonania ramion robota konieczne jest zaprojektowanie specjalnego planu produkcji uwzględniającego obciążenie i rzeczywiste warunki pracy ramienia robota.