智能制造的飞速发展要求机械设备也不断地更新升级,工业机器人作为智能设备的主力军,也需要对设备不断地升级和完善。机器人多采用金属材料制作部件,虽然强度和成本上可以满足需求,但是在重量、精度、变形量等方面的缺点也是十分的明显。
碳纤维复合材料代替传统金属材料制作工业机器人部件,可以很好的减轻自重、降低挠度,提高刚度和运行速度;由于碳纤维复合材料受温差影响较小,可以用于关键部位零件的制作,如机器人关节、机器人手臂等,可以减少质量,提高精确度。下面博实碳纤维来谈一谈碳纤维机械臂如何在制作环节保障性能优势。
一、工作场景决定材料选择
目前,碳纤维机械臂多选择碳纤维环氧树脂基材料,能够满足正常情况下的使用,但是在高温环境中显然就不适用,比如焊接、热喷涂等工作场景,主要是由于环氧树脂的燃点不高,不能承受住高温的考验,这时候,就需要考虑使用可以耐受高温、阻燃的基体材料与碳纤维复合,可以有效地减少温度对机械臂作业的影响,保证作业效率。
二、合理设计决定材料布局
工业机器人的不同结构部件对材料选择有着不同的要求,碳纤维复合材料虽然力学性能优势明显,但是需要跟其他材料协同使用。比如上面说到的机器人关节和机械手臂,都属于运转负荷较大的零部件,使用碳纤维复合材料制作,不仅可以减少负荷、节约能源,而且可以减少运转磨损和外应力对工作精度的影响。而在一些非承力结构中,可以采用碳纤维蜂窝结构设计,不仅可以实现轻量化,还可以控制成本。
三、优化铺层提高整体性能
碳纤维复合材料质量轻,强度高,轴向抗拉强度大,但是其在纵向的抗拉强度却不尽人意,所以在制作中,需要通过对应力的计算来优化碳纤维预浸料的铺层设计。通过调整合适的铺层数量和铺层角度,能够提高结构的强度,达到近乎于“0”的蠕变,可以有效的降低机械臂的形变,从而提高整体性能优势。
除上述三点之外,还可以从其他方面对碳纤维机械臂性能进行把控,比如说成型工艺、原材料选择、后加工等。江苏博实碳纤维致力于轻量化碳纤维复合材料,集产品研发、设计、生产制造、销售与服务为一体,坚持采用好原料,为客户生产好的产品。