Prednosti ogljikovih vlaken v robotskih aplikacijah

Prednosti ogljikovih vlaken v robotskih aplikacijah

Robotska roka je ena glavnih komponent robota za opravljanje operativnih nalog. Njegova glavna funkcija je natančno sprejemanje navodil med interakcijo z okoljem in natančno lociranje točke v tridimenzionalnem (ali dvodimenzionalnem) prostoru za standardizirane operacije. Kot ena najbolj razširjenih avtomatiziranih mehanskih naprav na področju robotike igrajo robotske roke pomembno vlogo v industrijski proizvodnji, medicini, civilni, vojski, transportni logistiki in raziskovanju vesolja. Vse več novih vrst robotskih rok uporablja kompozitne materiale iz ogljikovih vlaken. Kakšne so prednosti tega novega materiala, ki je večkrat dražji od kovinskih materialov? Kakšni so razlogi, zakaj oblikovalci robotske roke izberejo kompozitne materiale iz ogljikovih vlaken?

Razlog 1: majhna lastna teža

Teža robotske roke naj bo čim manjša in čim lažja je robotska roka, manjši je njen vztrajnostni moment. Lahka zasnova lahko optimizira razmerje med močjo in težo robotskih rok, izbira lahkih materialov pa je prav tako pomemben način, da robotske roke dosežejo lahkost. Gostota kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken je le ena tretjina gostote jekla in je približno 30 % lažja od aluminijeve zlitine. Majhna teža pomeni, da je poraba energije med delovanjem robotske roke manjša, zaradi česar je lažja in učinkovitejša. Tudi če se poraba energije le malo zmanjša ali se učinkovitost proizvodnje nekoliko izboljša, so učinki, ki jih to prinese pri dolgotrajnem in serijskem delu, ogromni.

Razlog 2: Visoka intenzivnost

Robotska roka mora zagotoviti zadostno nosilnost in hkrati nizko težo. Osnovna teža, ki jo mora nositi robotska roka, vključuje težo same roke in največjo težo obdelovanca, ki ga lahko prime s svojimi kremplji. Kompozitni materiali iz ogljikovih vlaken imajo večjo specifično trdnost in specifični modul kot jeklo, njihova natezna trdnost pa je na splošno nad 3500Mpa, kar je 7-9-krat več kot pri jeklu. Zložljiva robotska roka iz ogljikovih vlaken, ki jo je konfiguriralo določeno podjetje za ogljikova vlakna za robote za raziskovanje predorov, ima debelino samo 5 mm in premer 18 cm. Lahko pa nosi instrumente in opremo, ki tehtajo več kot 100 kilogramov. Ta visoka nosilnost daje robotu možnost razvoja v smeri raznolikih funkcij.

Razlog 3: Nizko lezenje

Kompozitni materiali iz ogljikovih vlaken imajo zanemarljiv koeficient toplotne razteznosti, nizko lezenje in se lahko prilagodijo delovnim okoljem z velikimi temperaturnimi razlikami. Pravokotna teleskopska cev robotske roke, posebej zasnovana za robote za pregledovanje električne energije, ki ne le zmanjša lastno težo in porabo energije, ampak tudi eksponentno podaljša delovni cikel. Njegovo stabilno delovanje v težkih vremenskih okoljih, kot so mraz in visoke temperature, lahko natančno in hitro dokonča navodila, kar igra pomembno vlogo pri nadomeščanju ročnega inšpekcijskega dela. To je tudi pomemben razlog za izbiro kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken za načrtovanje robotov v številnih posebnih delovnih okoljih .

www.superbheater.com