Leichter Kohlefaserarm für Industrieroboter und Cobots

Leichter Kohlefaserarm für Industrieroboter und Cobots

1. Basis: Der stationäre Teil des Roboterarms, der in der Regel auf dem Boden oder einer anderen Struktur montiert ist.
2. Verknüpfungen: Die Segmente, die die Gelenke verbinden, ähnlich wie menschliche Knochen.
3. Fugen: Bieten Sie eine rotierende oder lineare Bewegung, sodass sich der Arm bewegen kann. Die Anzahl der Gelenke bestimmt die Freiheitsgrade (DOF) des Arms.
4. Endeffektor: Die "Hand" des Roboterarms, die für Aufgaben wie Greifen, Transportieren oder Schweißen verwendet wird. Der Typ des Endeffektors kann je nach Aufgabenanforderungen geändert werden.
5. Aktoren: Verantwortlich für den Antrieb der Gelenkbewegungen, die in der Regel von Motoren oder Hydrauliksystemen angetrieben werden.
6. Regelsystem: Verwaltet die Bewegung des Roboterarms, in der Regel durch Computerprogrammierung für eine präzise Steuerung.

• Herstellung: Für Aufgaben wie Schweißen und Montage an Produktionslinien für die Automobilindustrie.
• Medizinischer Bereich: Für Präzisionsoperationen oder Rehabilitationshilfe.
• Logistik und Lagerhaltung: Zum Umschlag und Sortieren von Waren.
• Forschung und Lehre: Wird in Experimenten und in der Lehre verwendet.

LEICHTER KOHLEFASERARM FÜR PALETTIERROBOTER IN DER INDUSTRIE

Das Gewicht des Arms ist ein Schlüsselfaktor, der sich auf die Arbeitsgeschwindigkeit eines Roboters, den Bewegungsradius des Arms unter Last, die Langlebigkeit der Lager des Roboterarms und die Tragfähigkeit des Arms auswirkt. Die Regel ist einfach: Je schwerer der Arm, desto schlechter die Leistung. Daher ist es entscheidend, ultraleichte Materialien mit hoher Steifigkeit zu finden.
Arme oder Greifer/Saugnäpfe werden oft aus Aluminium, das dreimal leichter als Stahl ist und lässt sich relativ einfach mit CNC-Prozesse, insbesondere für weiche Metalle. Aber Materialien, die noch leichter und steifer als Aluminium sind, wie z. B. Kohlefaser, sind jetzt verfügbar.
Kohlefaser ist ca. 43 % leichter als Aluminium und bietet gleichzeitig eine außergewöhnliche Steifigkeit. Es ist wichtig zu beachten, dass die Steifigkeit von Kohlefaser-Komponenten hängt von der Art des verwendeten Materials ab.

WIE WIRD KOHLEFASER FÜR DIE ARME VON INDUSTRIEROBOTERN VERWENDET?

Kohlefaser wird aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus geringem Gewicht, hoher Festigkeit und Steifigkeit zunehmend in Industrieroboterarmen eingesetzt. So wird es angewendet:

• Armglieder und Gelenke: Kohlefaser wird zur Herstellung von Armverbindungen und Gelenken von Industrierobotern verwendet. Diese Komponenten müssen sowohl stabil als auch leicht sein, um eine hohe Leistung und Effizienz zu gewährleisten. Die geringe Dichte der Kohlefaser reduziert das Gesamtgewicht des Roboterarms, was die Geschwindigkeit erhöht und den Energieverbrauch senkt.
• Endeffektoren: Die Greifer, Klauen oder andere Endeffektoren, die mit Objekten interagieren, bestehen oft aus Kohlefaser. Dies reduziert die Belastung der Motoren und Lager des Roboters und ermöglicht schnellere und präzisere Abläufe.

• Erhöhte Geschwindigkeit: Durch die reduzierte Masse können die Motoren die Arme schneller bewegen, was die Zykluszeit und Produktivität des Roboters verbessert.
• Reduzierter Verschleiß: Leichtere Komponenten Reduzieren Sie die Belastung der Gelenke und Lager des Roboters, was zu einer längeren Lebensdauer und weniger häufigen Wartungen führt.

• Schwingungsdämpfung: Die hohe Steifigkeit und die hervorragenden Vibrationsdämpfungseigenschaften der Kohlefaser minimieren Durchbiegungen bei schnellen Bewegungen und verbessern so die Genauigkeit und Stabilität des Roboters.
• Thermische Stabilität: Die geringe Wärmeausdehnung der Kohlefaser stellt sicher, dass der Roboterarm auch bei unterschiedlichen Temperaturen seine Form und Präzision beibehält, was für Prozesse, die eine hohe Genauigkeit erfordern, entscheidend ist.

• Maßgeschneiderte Immobilien: Durch die Verwendung verschiedener Arten von Kohlefasergeweben und -ausrichtungen können die Materialeigenschaften an spezifische Anforderungen angepasst werden, wie z. B. die Maximierung der Festigkeit in bestimmte Richtungen bei gleichzeitiger Minimierung des Gewichts.

• Korrosionsbeständigkeit: Im Gegensatz zu Metallen korrodiert Kohlefaser nicht, was sie ideal für raue Industrieumgebungen macht, in denen die Einwirkung von Chemikalien oder Feuchtigkeit ein Problem darstellt.
• Ermüdungsbeständigkeit: Die Ermüdungsbeständigkeit der Kohlefaser stellt sicher, dass die Roboterarme kontinuierlich und ohne Leistungseinbußen arbeiten können.

• Anfangsinvestition vs. langfristiger Nutzen: Während Kohlefaserkomponenten im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Aluminium im Voraus teurer sein können, rechtfertigen die langfristigen Vorteile in Bezug auf Leistung, Haltbarkeit und reduzierten Wartungsaufwand oft die Investition in Hochleistungsanwendungen.

ARTEN VON ROBOTERARMEN AUS KOHLEFASER

• Anwendung: Wird typischerweise in der industriellen Automatisierung für Aufgaben wie Schweißen, Lackieren, Montage und Verpacken verwendet.
• Funktionen: Mit sechs Freiheitsgraden (6 DOF) kann er sich flexibel im dreidimensionalen Raum bewegen, um komplexe Aufgaben zu erledigen. Die Kohlefaserkonstruktion reduziert das Gewicht des Arms und verbessert so die Geschwindigkeit und Präzision.

• Anwendung: Entwickelt für die sichere Zusammenarbeit mit Menschen, weit verbreitet in der Fertigung, am Fließband und im Gesundheitswesen.
• Funktionen: Das geringe Gewicht der Kohlefaser reduziert den Energieverbrauch und erhöht die Sicherheit des Roboterarms, wodurch er für Umgebungen geeignet ist, die eine Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter erfordern.

• Anwendung: Wird bei Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsaufgaben wie dem Kommissionieren und Platzieren elektronischer Komponenten und Lebensmittelverpackungen eingesetzt.
• Funktionen: Die hohe Steifigkeit und die vibrationsdämpfenden Eigenschaften von Kohlefaser ermöglichen einen stabilen und präzisen Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten, ideal für hochfrequente Aufgaben.

• Anwendung: Wird in der Regel für die Handhabung, Palettierung und andere Materialhandhabungsaufgaben verwendet.
• Funktionen: Ausgestattet mit Saugnäpfen oder Greifern ermöglicht das geringe Gewicht und die hohe Festigkeit der Kohlefaser die Handhabung schwerer Gegenstände ohne Kompromisse bei der Betriebsflexibilität, wodurch sie für schweres Heben und Verpacken geeignet ist.

• Anwendung: Wird hauptsächlich bei chirurgischen Eingriffen, in der Rehabilitation und in der Laborautomatisierung eingesetzt.
• Funktionen: Die Präzision und Biokompatibilität von Kohlefaser machen sie ideal für medizinische Umgebungen, insbesondere in chirurgischen Robotern, die eine hohe Genauigkeit erfordern.

• Anwendung: Wird in Bildung und Forschung verwendet und ermöglicht es Benutzern, den Roboterarm nach Bedarf zu konfigurieren und neu zu konfigurieren.
• Funktionen: Das geringe Gewicht der Kohlefaser macht diese modularen Komponenten einfach zu installieren und zu bewegen bei gleichzeitig guter mechanischer Leistung, geeignet für Anwendungen, die flexible Konfigurationen erfordern.

• Anwendung: Wird für den Betrieb auf Satelliten, Raumstationen und anderen Luft- und Raumfahrtfahrzeugen verwendet.
• Funktionen: Die hohe Festigkeit und das geringe Gewicht von Kohlefaser sind besonders wichtig in Weltraumumgebungen, da sie dazu beitragen, das Gesamtgewicht des Raumfahrzeugs zu reduzieren und die Einsatzfähigkeit unter rauen Bedingungen zu verbessern.

Diese Arten von Kohlefaser-Roboterarmen, die auf verschiedene Anwendungsszenarien zugeschnitten sind, demonstrieren den umfangreichen Einsatz und die überlegene Leistung von Kohlefasermaterialien in der Industrie, Medizin und Luft- und Raumfahrt.

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