Braço leve de fibra de carbono para robôs e cobots da indústria
Braço leve de fibra de carbono para robôs e cobots da indústria
Um braço robótico é um dispositivo mecânico que imita a função de um braço humano, projetado para realizar várias tarefas. Normalmente consiste em várias juntas e elos, com cada junta capaz de girar ou se mover para realizar movimentos complexos e operações precisas.Principais componentes de um braço robótico:
- Base: A parte estacionária do braço robótico, geralmente montada no solo ou em outra estrutura.
- Links: Os segmentos que conectam as articulações, semelhantes aos ossos humanos.
- Articulações: Provide rotational or linear movement, allowing the arm to move. The number of joints determines the arm's degrees of freedom (DOF).
- Efetor final: A "mão" do braço robótico, usada para tarefas como agarrar, transportar ou soldar. O tipo de efetor final pode ser alterado com base nos requisitos da tarefa.
- Atuadores: Responsável por conduzir os movimentos articulares, geralmente acionados por motores ou sistemas hidráulicos.
- Sistema de controle: Gerencia o movimento do braço robótico, normalmente por meio de programação de computador para controle preciso.
- Fabricação: Para tarefas como soldagem e montagem em linhas de produção automotivas.
- Área médica: Para cirurgias de precisão ou assistência à reabilitação.
- Logística e Armazenagem: Para manusear e classificar mercadorias.
- Pesquisa e Educação: Usado em experimentos e ensino.
BRAÇO LEVE DE FIBRA DE CARBONO PARA ROBÔS DE PALETIZAÇÃO DA INDÚSTRIA
The weight of the arm is a key factor that impacts a robot's operating speed, the arm's range of motion under load, the longevity of the robot arm's bearings, and the arm's load capacity. A regra é simples: quanto mais pesado o braço, pior o desempenho. Portanto, encontrar materiais ultraleves com alta rigidez é crucial.Braços ou pinças/ventosas são frequentemente feitos de alumínio, que é três vezes mais leve que o aço e pode ser usinado com relativa facilidade usando Processos CNC, em especial para os metais macios. Contudo materiais que são ainda mais leves e rígidos que o alumínio, como fibra de carbono, já estão disponíveis.
A fibra de carbono é aproximadamente 43% mais leve que o alumínio while offering exceptional stiffness. It’s important to note that the stiffness of componentes de fibra de carbono depende do tipo de material utilizado.
O braço leve feito de fibra de carbono é 43% mais leve que o de alumínio
Carbon fiber composites manufactured using prepreg technology and 0/90 woven standard fabrics achieve a stiffness of 90 GPa (Young’s modulus), compared to aluminum's stiffness of 69 GPa.
Os compósitos de fibra de carbono padrão são aproximadamente 35% mais rígidos que o alumínio, sendo 43% mais leves.
As peças de fibra de carbono unidirecional (UD) de alto módulo de grau aeroespacial podem ser 4 vezes mais rígidas que o alumínio. Embora esses tecidos sejam várias vezes mais caros do que as fibras de carbono padrão, eles demonstram um potencial significativo para reduzir o peso e aumentar a rigidez.
COMO A FIBRA DE CARBONO É USADA PARA BRAÇOS DE ROBÔS INDUSTRIAIS?
Carbon fiber is increasingly being used in industrial robot arms due to its unique combination of light weight, high strength, and stiffness. Here's how it is applied:
Braço leve em CFRP para paletização de cobots/robôs. Carbon fiber arms manufacturer – WISE CARBON FIBER.
1. Componentes estruturais:
- Elos e articulações de braço: Carbon fiber is used to manufacture the arm links and joints of industrial robots. These components need to be both strong and lightweight to ensure high performance and efficiency. Carbon fiber's low density reduces the overall weight of the robot arm, which enhances speed and reduces energy consumption.
- Efetores finais: The grippers, claws, or other end effectors that interact with objects are often made from carbon fiber. This reduces the load on the robot's motors and bearings, allowing for faster and more precise operations.
- Velocidade aumentada: With reduced mass, the motors can move the arms faster, improving the robot's cycle time and productivity.
- Desgaste reduzido: Componentes mais leves reduce the strain on the robot’s joints and bearings, leading to longer operational life and less frequent maintenance.
- Amortecimento de vibração: Carbon fiber’s high rigidity and excellent vibration damping properties minimize deflections during rapid movements, improving the robot's accuracy and stability.
- Estabilidade térmica: Carbon fiber’s low thermal expansion ensures that the robot arm maintains its shape and precision even in varying temperatures, which is critical for processes requiring high accuracy.
- Propriedades sob medida: Usando diferentes tipos de tecidos e orientações de fibra de carbono, as propriedades do material podem ser personalizadas para atender a requisitos específicos, como maximizar a resistência em determinadas direções e minimizar o peso.
- Resistência à corrosão: Ao contrário dos metais, a fibra de carbono não corrói, tornando-a ideal para ambientes industriais agressivos, onde a exposição a produtos químicos ou umidade é uma preocupação.
- Resistência à fadiga: Carbon fiber’s resistance to fatigue ensures that the robot arms can operate continuously without degradation in performance.
- Investimento inicial vs. benefícios de longo prazo: Embora os componentes de fibra de carbono possam ser mais caros no início em comparação com materiais tradicionais como o alumínio, os benefícios de longo prazo em termos de desempenho, durabilidade e manutenção reduzida geralmente justificam o investimento em aplicações de alto desempenho.
TIPOS DE BRAÇOS ROBÓTICOS DE FIBRA DE CARBONO
Os braços robóticos de fibra de carbono vêm em vários tipos com base em seu design, áreas de aplicação e Requisitos funcionais. Aqui estão alguns tipos comuns:1. Braço robótico de seis eixos
- Aplicação: Normalmente usado em automação industrial para tarefas como soldagem, pintura, montagem e embalagem.
- Características: With six degrees of freedom (6 DOF), it can move flexibly in three-dimensional space to perform complex tasks. The carbon fiber construction reduces the arm's weight, improving speed and precision.
- Aplicação: Projetado para colaboração segura com humanos, amplamente utilizado na fabricação, linhas de montagem e saúde.
- Características: A natureza leve da fibra de carbono reduz o consumo de energia e aumenta a segurança do braço robótico, tornando-o adequado para ambientes que exigem colaboração Casam-robô.
- Aplicação: Usado em tarefas de alta velocidade e alta precisão, como coleta e colocação de componentes eletrônicos e embalagens de alimentos.
- Características: As propriedades de alta rigidez e amortecimento de vibrações da fibra de carbono permitem uma operação estável e precisa em altas velocidades, ideal para tarefas de alta frequência.
- Aplicação: Normalmente usado para manuseio, paletização e outras tarefas de manuseio de materiais.
- Características: Equipada com ventosas ou pinças, as propriedades leves e de alta resistência da fibra de carbono permitem que ela manuseie objetos pesados sem comprometer a flexibilidade operacional, tornando-a adequada para levantamento e embalagem pesados.
- Aplicação: Usado principalmente em procedimentos cirúrgicos, reabilitação e automação laboratorial.
- Características: A precisão e a biocompatibilidade da fibra de carbono a tornam ideal para ambientes médicos, especialmente em robôs cirúrgicos que exigem alta precisão.
- Aplicação: Usado em educação e pesquisa, permitindo que os usuários configurem e reconfigurem o braço robótico conforme necessário.
- Características: A natureza leve da fibra de carbono torna esses componentes modulares fáceis de instalar e mover, mantendo um bom desempenho mecânico, adequado para aplicações que exigem configurações flexíveis.
- Aplicação: Usado para operações em satélites, estações espaciais e outros veículos aeroespaciais.
- Características: As características de alta resistência e leveza da fibra de carbono são particularmente importantes em ambientes espaciais, ajudando a reduzir o peso total da espaçonave e melhorar as capacidades operacionais em condições adversas.
As folhas de fibra de carbono são mais frequentemente usadas para a fabricação de pinças leves / placas de sucção pneumáticas.
Pinças e sucção Placas estão disponíveis em fibra de carbono com espessuras que variam de 4 mm a 60 mm, incluindo opções de 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15, 20 e 30 mm.
Mediante solicitação, também podemos fornecer espessuras de pinça personalizadas de 1 mm a 60 mm com uma precisão de 0,1 mm, como 5,1 mm.
Com mais de 12 anos de experiência no fornecimento de braços/pinças para robôs e máquinas industriais, também oferecemos serviços de rosqueamento e ranhura de cabeça de parafuso em pinças de fibra de carbono e placas de sucção.