Hiilikuitun sovellustieto: miksi hiilikuitu on hyvä valinta roboteille, joissa on kevyet gripperit?

Valmistajat käyttävät usein termiä "gripper" (käännetty kiinaksi: gripper tai gripper) kuvaamaan robottivarren osaa (mekaaninen varsi), jota käytetään tarttumaan esineisiin ja siirtämään ne paikasta toiseen. Grippers / grippers käytetään useilla teollisuudenaloilla, mukaan lukien pakatut tuotteet, puutuotteet, rakentaminen ja autojen kokoonpano. Grippers on useita tyyppejä, yleisimpiä ovat pääasiassa:

• Ihmisen kädenpuristimet: Näissä kädenpuristimissa voi olla useita kärkiä, jotka ulottuvat eteenpäin, kuten ihmiskädessä.

• Imukupit: Näissä kahvoissa on tehokkaat imukupit, jotka kiinnitetään esineisiin helppoa kuljetusta varten.

  
  

Gripperin valmistuksessa huomioon otettavat keskeiset tekijät

Riippumatta siitä, miltä tarttuma näyttää, robottikiinnittimillä on yksi yhteinen asia: niiden on oltava kevyitä ja erittäin vahvoja. Jos puristin on valmistettu raskaammasta materiaalista, kuten teräksestä, se voi aiheuttaa rasitusta robotin varrelle. Ajan myötä robottivarsin suorituskyky voi alkaa heikentyä, mikä voi viivästyttää koko kokoonpanoprosessia. Raskas tarttuja voi myös ylikuormittaa robottivarsia, joten se ei pysty tarttumaan raskaampiin esineisiin suunnitellulla tavalla. Robottipihtejä rakennettaessa on tärkeää etsiä kevyitä ja vahvoja materiaaleja.

Alumiinikahvat tuntuvat hyvältä valinnalta, koska ne ovat kolme kertaa kevyempiä kuin teräs. Alumiini on suhteellisen pehmeä metalli, joten se on helpompi koneistaa tarttujan muotoon tietokonekoneella. Tekniikan kehitys on kuitenkin antanut meille parempia, vahvempia ja kevyempiä materiaaleja kuin alumiini. Nämä materiaalit ovat hiilikuitu ja hiilikuitukomposiitit.

Hiilikuitu on erittäin vahva, mutta erittäin kevyt materiaali. Hiilikuitu on 5 kertaa vahvempi ja kaksi kertaa kovempi kuin teräs. Hiilikuitulla on kuitenkin erittäin alhainen paino-lujuussuhde, mikä tarkoittaa, että hiilikuitulevyt ovat erittäin kevyitä, mutta erittäin suuria vetolujuuksia. Usein hiilikuitu yhdistetään muihin materiaaleihin ja lopputuotetta kutsutaan hiilikuituvahvisteeksi polymeeriksi (CFRP). Hiilikuitua voidaan käyttää minkä tahansa valmistukseen, mukaan lukien urheiluvälineet, lääketieteelliset laitteet, autonosat ja robottiosat.

Miksi hiilikuidulla on etuja robottien gripperien valmistuksessa

Alumiini näyttää olevan robottikiinnittimien valinta, mutta tämän metallin pehmeys voi lyhentää pitkän aikavälin käyttöikää. Tilastojen mukaan hiilikuitukomposiitit ovat 42% kevyempiä kuin alumiini ja kolme kertaa kevyempiä kuin teräs. Tämä tekee siitä parhaan valinnan molemmille materiaaleille. Robottisiin hiilikuitukiinnikkeisiin soveltuvat hiilikuituominaisuudet ovat seuraavat:

a. Suuri vetolujuus:

Vetolujuudella tarkoitetaan materiaalin kestävyyttä venymiselle. Hiilikuitunosat ovat erittäin kestäviä tälle vauriolle.

b. Korroosionkestävyys:

Pitkällä aikavälillä tehdasympäristö voi aiheuttaa robottikiinnittimien valmistuksessa käytettävien materiaalien korroosiota. Hiilikuitukompoosiittimateriaalit ovat kemiallisesti stabiileja eivätkä ruostu.

c. Erilaiset muodot:

Hiilikuituja voidaan kudoa, mikä tarkoittaa, että hiilikuidut voidaan yhdistää toisiinsa eri kuvioilla. Erilaiset kudontamenetelmät johtavat hieman erilaisiin lopputuotteisiin, joten robottikiinnittimiä voidaan räätälöidä useilla eri tavoilla, jotka sopivat parhaiten heidän tehtäväänsä ja ympäristöönsä.

d. Kevyt:

Hiilikuitun suurin etu kilpailijoihin nähden on paino. Hiilikuitun lujuus-paino-suhde on erittäin suotuisa. Saat lähes tuhoutumattoman robottikiinnittimen, joka ei murskaa käsivarttakaan.

e. Matala lämpölaajennus:

Hiilikuitu kestää hyvin lämpötilan muutoksia, mikä tarkoittaa, että hiilikuitupuristin ei laajene tai supistu eri lämpötiloissa. Tästä syystä se on ihanteellinen tehdas- tai kokoonpanolinjan sijoittamiseen.

Kaiken kaikkiaan hiilikuiturobottien tarttujien etuja ovat:

• 42% kevyempi
  

• Jäykkyys lisääntynyt 30%
  

• Robottivarren kantokyky on suurempi
  

• Robottivarren suurempi toimintanopeus
  

• Parempi kestävyys / pidempi käyttöikä
  

• Tyylikäs, high-tech matta musta look
  

Yhteenvetona

Kaiken kaikkiaan hiilikuitu on valtava haaste perinteisille materiaaleille, kuten alumiinille ja teräkselle, kun valmistetaan grippejä robottikaareille. Hiilikuitukomposiittien suuri lujuus-paino-suhde sekä niiden sietokyky ja kestävyys erilaisiin lämpötiloihin tekevät niistä parhaan valinnan robottivarsiin.

Eri paksuisia mukautettuja hiilikuitulevyjä voidaan valmistaa tehokkaampien robottivarsien luomiseksi, ja lopputuloksen pitäisi saada robotti toimimaan nopeammin, tehokkaammin ja pitkällä aikavälillä se on myös kestävämpi vaurioille.