工業機(jī)器人可以代替人類從事一(yī)些繁重單一(yī)的工作,減輕人類勞動強度、提高生產自動化、提(tí)高生產效率等方麵意義重大。近些年來(lái),工業機器(qì)人(rén)的輕量化技術已經在國際上受到越(yuè)來越多的關注,在滿足工業機(jī)器人高速度高精度等基(jī)本性能(néng)要求的基礎上,通過輕量(liàng)化設計可減輕機器人整(zhěng)體動力學性能,降低能耗減小環境汙染。
(圖示(shì):機械臂)
將碳纖維複合材料應用於工業機器人或機械臂輕量化的研究開始於上世紀。在過去的幾十年裏,很(hěn)多學者和科研團隊都致力於碳纖(xiān)維複合材料機械臂的研究、設計和優化。例如F.Gordaninejad等人在19988年對複合材料機械臂進行了動態力學分析並(bìng)且對機械臂的結構進行了優化(huà)設計;韓國先進科(kē)學技術研究(jiū)院機械工程(chéng)係的Young Goo Kim從改善機器人強度和阻尼出發(fā)對某六軸機器人進行改進設計(jì),他(tā)們采用碳纖維複活慘了製造了機械臂(bì)的第三節臂,從而實現了機器人輕量化的同事有效提高了動態性能和可操控性。
國內的(de)陳(chén)豐教授等采用有(yǒu)限(xiàn)元(yuán)分析計算對空(kōng)間機械臂用(yòng)複合材料(liào)進行了(le)鋪層設計,得(dé)出滿(mǎn)足要求(qiú)的鋪層方式,其成型過程的增強材料選擇的是M40高模量碳纖維,環氧樹脂(zhī)采用684酚醛環氧(yǎng)樹脂,該空間機械臂(bì)項目是我國首次設計製造碳纖維複合材料空間機械(xiè)臂,且該(gāi)項目於92年通過航天航空部門的鑒定。
現階段在(zài)機器(qì)人領域的(de)各(gè)大製造商均(jun1)采用複(fù)合材料(liào)設計製造新型(xíng)機器人。德古(gǔ)庫卡公司(KUKA)在2005年第一個(gè)推出采用(yòng)碳(tàn)纖維複合材料製造的兩款碼垛機器人KR 100—2PA和(hé)KR 180PA,在大幅度減重的(de)同時保持強度剛度未變,使碼垛機器人在降低能源消耗的同事大大提(tí)升性能和安全性,而且更輕更快成本更(gèng)低,並顯(xiǎn)著提高了生產(chǎn)能力。
2011年7月KUKA在(zài)上海新國際博覽中心(xīn)的展會Propak China展出“碼垛專家”KR 180—2PA,這是一款有效負載為180公斤,碼垛高度為3200mm的四軸貨盤碼垛機器人(rén),其手臂(bì)部分(fèn)由碳纖(xiān)維複(fù)合材(cái)料(liào)製成;2012年3月在廣州Sino—Pack2012展出了一種(zhǒng)有效負重為40公斤的碳(tàn)纖(xiān)維複合材料碼垛機器人,該機(jī)器人自重僅約700千克。
國內(nèi)在碳纖維複合材料機械臂方麵的研究起步(bù)要稍晚於歐美日韓等國(guó)家,但(dàn)隨著國內政策的支持和市場的擴大,除了(le)科研(yán)人員外還出現了一批以香蕉视频ios污污污複材為代表的民(mín)營企業紮根碳纖維機械(xiè)臂領域,通(tōng)過自身在碳纖維機械臂領域的研究助力國內碳纖維複合材料機(jī)器臂的發展,極大的縮(suō)短了與國外碳纖維複合材料機械臂領域的距離。
香蕉视频ios污污污複(fù)材積極優化碳纖維複合材(cái)料機械臂技術,使其成本已與傳統金屬機械臂成本持平,目前已成果為中國電子科技集團某研究所研製出碳纖維6軸關節機械(xiè)臂,現已進入生產線上服役,相信隨著時間的發展,碳纖維複合材(cái)料機械(xiè)臂在(zài)國內的發展(zhǎn)必將呈現強勢之姿。