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輕型碳纖維抓手,適用于工業(yè)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器
發(fā)布時(shí)間: 2023年04月12日




 
抓取器涉及并入機(jī)器人手臂中的特定零件,該機(jī)器人零件用于搬運(yùn)物體并將其放置在指定位置。
可以使用不同類(lèi)型的抓取器,例如類(lèi)似于人手指的抓取器或包含在機(jī)器人手臂固定板上的橡膠吸盤(pán)。
夾爪的設(shè)計(jì)目的是承載不同的物體,并且在按計(jì)劃將包裝好的貨物放置在托盤(pán)上時(shí),經(jīng)常用在用吸盤(pán)進(jìn)行紙箱或紙板的堆垛或搬運(yùn)過(guò)程中。
夾爪通常用于很多行業(yè)和過(guò)程,包括:
  • 碼垛和包裝貨物– EOLP(線尾碼垛)和取放應(yīng)用;
  • 木工行業(yè)–刨光木材和鑲板的處理;
  • 建筑業(yè)–堆垛磚塊/空心磚石單元;
  • 汽車(chē)工業(yè)–裝置線。

輕便的工業(yè)級(jí)機(jī)器人用碳纖維抓手

 
抓取器的重量對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)行速度,負(fù)載下的手臂操作范圍,機(jī)器人手臂軸承的使用壽命以及手臂的負(fù)載能力至關(guān)緊張。規(guī)則很簡(jiǎn)單:抓爪重量越重,性能就越差。因此,探求同時(shí)具有高剛度的超輕材料至關(guān)緊張。
夾爪/吸盤(pán)通常由鋁制成。鋁的重量是鋼的3倍,可以輕松進(jìn)行CNC加工-適用于軟金屬。
但是,如今可以買(mǎi)到的材料比鋁(例如碳纖維)具有更輕的重量和更高的剛度。
碳纖維比鋁輕約42%,并具有很高的剛度。碳纖維組件的剛度取決于所用材料的類(lèi)型。
圖片
用預(yù)浸料技術(shù)和0/90機(jī)織標(biāo)準(zhǔn)織物制成的碳纖維復(fù)合材料的剛度為90.5 GPa。剛度(楊氏模量),而鋁的剛度為69 GPa。
標(biāo)準(zhǔn)碳纖維復(fù)合材料的剛度比鋁高30%, 而重量42%。
高模量航空航天單向(UD)碳纖維零件的強(qiáng)度甚至是鋁的3-4倍。這種織物的價(jià)格是標(biāo)準(zhǔn)碳纖維的幾倍,但是卻為減輕重量和進(jìn)步剛度提供了很多可能性。

碳纖維如何用于抓手和工業(yè)機(jī)器人?

 
碳纖維薄板最常用于輕型抓手/氣動(dòng)吸盤(pán)的制造。

與鋁相比,碳纖維抓手/機(jī)器零件提供的上風(fēng):

  • 重量削減約42%
  • 剛度進(jìn)步了約30%
  • 更高的負(fù)載能力和負(fù)載臂的工作范圍
  • 手臂操作速度更高–改善了機(jī)器人性能(周期時(shí)間短)
  • 延伸齒輪/軸承的使用壽命
  • 引人入勝的表面在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,并被認(rèn)為是最先輩的工程解決方案-塑造營(yíng)銷(xiāo)
碳纖維通常用于第二領(lǐng)域,涉及工業(yè)用途的機(jī)械臂,旨在確保超輕的結(jié)構(gòu)和出色的強(qiáng)度。
實(shí)施夾具“減輕重量”:
  • 拆卸實(shí)行器
  • 拆卸導(dǎo)軌和直線軸承
  • 鋁板的附加加工
  • 用快速緊固件組裝鋼板而不是鋁制零件
經(jīng)過(guò)修改后,抓手的重量在10kg以下。組裝并重新投入運(yùn)行后,性能顯明改善,但5軸活動(dòng)不規(guī)則,從而無(wú)法正確收集和處理零件。
 
夾爪“減輕重量”的連續(xù)
但是,考慮到夾持器沒(méi)有效于同時(shí)從模具層收集零件的致動(dòng)器,夾持器的重量仍然過(guò)大。操作過(guò)程中出現(xiàn)不規(guī)則和耽誤的性能是不可避免的。

 

 
進(jìn)一步的抓手“減輕重量”
  • 碳纖維薄板厚度比鋁薄1mm
  • 削減用于碳纖維板連接的鋁型材的長(zhǎng)度
  • 用更輕的接頭代替T型接頭和空氣接頭
因此,每張?zhí)祭w維板重約0.7千克。進(jìn)一步的改動(dòng)使夾具的重量削減到7.5kg以下。但是,使用碳纖維部件可使抓爪的重心偏移188毫米,這使機(jī)器人的負(fù)載能力從8kg增長(zhǎng)到了約10.5kg。
因?yàn)槭褂昧颂祭w維板,我們:
  1. 減輕了工具(夾具)的總重量;
  2. 獲得重心的位置,使機(jī)器人可以運(yùn)行;
  3. 配備機(jī)械手的機(jī)器人比原來(lái)的機(jī)械手輕(14公斤),操作速度更高,這意味著它無(wú)需使用實(shí)行器即可達(dá)到目標(biāo)目標(biāo)(機(jī)器周期時(shí)間);
  4. 減輕了負(fù)載,削減了磨損,進(jìn)步了可靠性。
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