工業機器人可以代替人類從事一些繁重單一的工作,減(jiǎn)輕人類勞動強度、提高生產自動化、提高生產效率等(děng)方麵意義重大。近些年來,工業機器人的輕量化技術已經在國(guó)際上受到越來越多的關注,在滿足工業機器人高速度高精度等基本性能要求(qiú)的基(jī)礎上(shàng),通過輕量化設計可減(jiǎn)輕機器人整體動力學性能,降低能耗減小環境(jìng)汙染。
(圖示(shì):機械臂)
將碳(tàn)纖維複合材(cái)料應用於工業機器人(rén)或機械臂輕量化的研究開始於上世(shì)紀。在過去的幾十年裏,很多學者和科研團隊都致力於碳纖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(dòng)態力學分析並且對機械臂的結構(gòu)進行(háng)了優化設計;韓國先進科學技術研究院機械工程係的Young Goo Kim從改善機(jī)器人強度和阻尼出發對某六軸機器(qì)人進行改進設計,他們采用碳纖維複活慘了製造了機械臂的第三節臂,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。
國內的陳豐(fēng)教授等(děng)采用有限元分析計算對空間機械臂用複合材(cái)料進行了鋪層設(shè)計(jì),得出滿(mǎn)足要求的鋪層方式,其成型過程的增強材料選擇的是M40高模量碳纖維,環氧樹脂采(cǎi)用684酚醛環氧樹脂,該(gāi)空間機械臂項目是我國首次設(shè)計製造碳(tàn)纖維複合材料空間機械臂,且(qiě)該項(xiàng)目於(yú)92年通過航天航空部門的鑒定。
現階段在機器人領域的各大製造商均采用複(fù)合材(cái)料設計製造(zào)新型(xíng)機器人。德(dé)古庫卡公(gōng)司(KUKA)在2005年第一(yī)個推出采(cǎi)用碳纖維複合材料製造的兩款碼垛機器人KR 100—2PA和KR 180PA,在大幅度減重的同(tóng)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低,並顯著提(tí)高了生產能力。
2011年7月KUKA在(zài)上海新國際博覽中心的(de)展(zhǎn)會Propak China展出“碼垛專家”KR 180—2PA,這是一款有效(xiào)負載為180公斤,碼垛高度為3200mm的四軸貨(huò)盤碼垛機器人,其手臂部分由碳纖維複合材料製成;2012年3月在廣州Sino—Pack2012展出了一種有效負重為40公斤的碳纖維複合材料碼垛機器人(rén),該機器人自重僅約700千克。
國內在碳纖維複合材(cái)料機械臂方麵的研究起步要稍晚於歐美日韓等國(guó)家,但隨著(zhe)國內政策的支持(chí)和市場的擴大,除了科研人員外(wài)還出現了一批以熟女av网址複材為代表的民營企(qǐ)業紮根碳纖維機械臂領域,通過自身在碳纖維機械臂領域的研究助力(lì)國內碳纖維複合材料機器臂的發展,極大的縮短了與國外碳纖(xiān)維複(fù)合材料機械臂領域的距離(lí)。
熟女av网址複材積極優化碳纖維複合材料機械臂技術,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(tàn)纖維(wéi)6軸關節機械臂,現已進入生產線上服役,相信隨著時間的發展,碳纖維複合材料(liào)機械臂在國內的(de)發展必將呈現強勢之姿。