Bras léger en fibre de carbone pour robots et cobots de l’industrie
Bras léger en fibre de carbone pour robots et cobots de l’industrie
Un bras robotique est un dispositif mécanique qui imite la fonction d’un bras humain, conçu pour effectuer diverses tâches. Il se compose généralement de plusieurs articulations et liens, chaque articulation étant capable de tourner ou de se déplacer pour réaliser des mouvements complexes et des opérations précises.Principaux composants d’un bras robotique :
- Base: La partie fixe du bras robotique, généralement montée au sol ou dans une autre structure.
- Liens: Les segments reliant les articulations, semblables aux os humains.
- Joints: Fournir un mouvement de rotation ou linéaire, permettant au bras de bouger. Le nombre d’articulations détermine les degrés de liberté du bras (DOF).
- Effecteur final: La « main » du bras robotique, utilisée pour des tâches telles que la préhension, le transport ou le soudage. Le type d’effecteur final peut être modifié en fonction des exigences de la tâche.
- Actionneurs: Responsable de l’entraînement des mouvements articulaires, généralement alimentés par des moteurs ou des systèmes hydrauliques.
- Système de contrôle: Gère le mouvement du bras robotique, généralement par programmation informatique pour un contrôle précis.
- Fabrication: Pour des tâches telles que le soudage et l’assemblage sur Lignes de production automobile.
- Domaine médical: Pour des chirurgies de précision ou une aide à la réadaptation.
- Logistique et entreposage: Pour la manutention et le tri des marchandises.
- Recherche et éducation: Utilisé dans les expériences et l’enseignement.
BRAS LÉGER EN FIBRE DE CARBONE POUR ROBOTS DE PALETTISATION DE L’INDUSTRIE
Le poids du bras est un facteur clé qui a un impact sur la vitesse de fonctionnement d’un robot, l’amplitude de mouvement du bras sous charge, la longévité des roulements du bras du robot et la capacité de charge du bras. La règle est simple : plus le bras est lourd, plus les performances sont mauvaises. Par conséquent, il est crucial de trouver des matériaux ultra-légers et d’une grande rigidité.Les bras ou les pinces/ventouses sont souvent fabriqués à partir de l’aluminium, qui est trois fois plus léger que l’acier et peut être usiné relativement facilement à l’aide de Procédés CNC, en particulier pour les métaux mous. Toutefois Des matériaux encore plus légers et plus rigides que l’aluminium, comme la fibre de carbone, sont maintenant disponibles.
La fibre de carbone est environ 43 % plus légère que l’aluminium tout en offrant une rigidité exceptionnelle. Il est important de noter que la rigidité de Composants en fibre de carbone dépend du type de matériau utilisé.
Le bras léger en fibre de carbone est 43 % plus léger que celui en aluminium
Les composites en fibre de carbone fabriqués à l’aide de la technologie préimprégnée et les tissus standard tissés 0/90 atteignent une rigidité de 90 GPa (module de Young), contre 69 GPa pour l’aluminium.
Les composites standard en fibre de carbone sont environ 35 % plus rigides que l’aluminium tout en étant 43 % plus légers.
Les pièces en fibre de carbone unidirectionnelle (UD) de qualité aérospatiale et à haut module peuvent être 4 fois plus rigides que l’aluminium. Bien que ces tissus soient plusieurs fois plus chers que les fibres de carbone standard, ils présentent un potentiel important de réduction de poids et d’amélioration de la rigidité.
COMMENT LA FIBRE DE CARBONE EST-ELLE UTILISÉE POUR LES BRAS DES ROBOTS INDUSTRIELS ?
La fibre de carbone est de plus en plus utilisée dans les bras de robots industriels en raison de sa combinaison unique de légèreté, de résistance élevée et de rigidité. Voici comment il est appliqué :
Bras léger en CFRP pour la palettisation de cobots / robots.Fabricant de bras en fibre de carbone - WISE CARBON FIBER.
1. Composants structurels :
- Liens et articulations des bras: La fibre de carbone est utilisée pour fabriquer les liens et les articulations des bras des robots industriels. Ces composants doivent être à la fois solides et légers pour garantir des performances et une efficacité élevées. La faible densité de la fibre de carbone réduit le poids total du bras du robot, ce qui améliore la vitesse et réduit la consommation d’énergie.
- Effecteurs finaux: Les pinces, griffes ou autres effecteurs finaux qui interagissent avec les objets sont souvent en fibre de carbone. Cela réduit la charge sur les moteurs et les roulements du robot, ce qui permet des opérations plus rapides et plus précises.
- Vitesse accrue: Avec une masse réduite, les moteurs peuvent déplacer les bras plus rapidement, améliorant ainsi le temps de cycle et la productivité du robot.
- Réduction de l’usure: Composants plus légers Réduire la tension sur les articulations et les roulements du robot, ce qui permet d’allonger la durée de vie et de réduire la fréquence des entretiens.
- Amortissement des vibrations: La grande rigidité de la fibre de carbone et ses excellentes propriétés d’amortissement des vibrations minimisent les déflexions lors des mouvements rapides, améliorant ainsi la précision et la stabilité du robot.
- Stabilité thermique: La faible dilatation thermique de la fibre de carbone garantit que le bras du robot conserve sa forme et sa précision même à des températures variables, ce qui est essentiel pour les processus nécessitant une grande précision.
- Propriétés sur mesure: En utilisant différents types de tissages et d’orientations en fibre de carbone, les propriétés du matériau peuvent être personnalisées pour répondre à des exigences spécifiques, telles que la maximisation de la résistance dans certaines directions tout en minimisant le poids.
- Résistance à la corrosion: Contrairement aux métaux, la fibre de carbone ne se corrode pas, ce qui la rend idéale pour les environnements industriels difficiles où l’exposition aux produits chimiques ou à l’humidité est une préoccupation.
- Résistance à la fatigue: La résistance à la fatigue de la fibre de carbone garantit que les bras du robot peuvent fonctionner en continu sans dégradation des performances.
- Investissement initial vs avantages à long terme: Bien que les composants en fibre de carbone puissent être plus coûteux au départ que les matériaux traditionnels comme l’aluminium, les avantages à long terme en termes de performances, de durabilité et de réduction de l’entretien justifient souvent l’investissement dans des applications hautes performances.
TYPES DE BRAS ROBOTIQUES EN FIBRE DE CARBONE
Les bras robotiques en fibre de carbone sont disponibles en différents types en fonction de leur conception, de leurs domaines d’application et de leurs Exigences fonctionnelles. En voici quelques types courants :1. Bras robotique à six axes
- Application: Généralement utilisé dans l’automatisation industrielle pour des tâches telles que le soudage, la peinture, l’assemblage et l’emballage.
- Fonctionnalités: Avec six degrés de liberté (6 DOF), il peut se déplacer de manière flexible dans un espace tridimensionnel pour effectuer des tâches complexes. La construction en fibre de carbone réduit le poids du bras, améliorant la vitesse et la précision.
- Application: Conçu pour une collaboration sûre avec les humains, largement utilisé dans la fabrication, les chaînes de montage et les soins de santé.
- Fonctionnalités: La nature légère de la fibre de carbone réduit la consommation d’énergie et améliore la sécurité du bras robotique, ce qui le rend adapté aux environnements nécessitant une collaboration homme-robot.
- Application: Utilisé dans des tâches à grande vitesse et de haute précision telles que le prélèvement et le placement de composants électroniques et d’emballages alimentaires.
- Fonctionnalités: La rigidité élevée et les propriétés d’amortissement des vibrations de la fibre de carbone permettent un fonctionnement stable et précis à grande vitesse, idéal pour les tâches à haute fréquence.
- Application: Généralement utilisé pour la manutention, la palettisation et d’autres tâches de manutention.
- Fonctionnalités: Équipée de ventouses ou de pinces, la fibre de carbone possède des propriétés légères et à haute résistance qui lui permettent de manipuler des objets lourds sans compromettre sa flexibilité opérationnelle, ce qui la rend adaptée au levage de charges lourdes et à l’emballage.
- Application: Principalement utilisé dans les procédures chirurgicales, la réadaptation et l’automatisation des laboratoires.
- Fonctionnalités: La précision et la biocompatibilité de la fibre de carbone la rendent idéale pour les environnements médicaux, en particulier dans les robots chirurgicaux qui nécessitent une grande précision.
- Application: Utilisé dans l’enseignement et la recherche, permettant aux utilisateurs de configurer et de reconfigurer le bras robotique selon les besoins.
- Fonctionnalités: La légèreté de la fibre de carbone rend ces composants modulaires faciles à installer et à déplacer tout en conservant de bonnes performances mécaniques, adaptés aux applications nécessitant des configurations flexibles.
- Application: Utilisé pour les opérations sur des satellites, des stations spatiales et d’autres véhicules aérospatiaux.
- Fonctionnalités: La haute résistance et la légèreté de la fibre de carbone sont particulièrement importantes dans les environnements spatiaux, car elles permettent de réduire le poids total de l’engin spatial et d’améliorer ses capacités opérationnelles dans des conditions difficiles.
Les feuilles de fibre de carbone sont le plus souvent utilisées pour la fabrication de pinces légères / plaques d’aspiration pneumatiques.
Pinces et aspiration Plaques sont disponibles en fibre de carbone avec des épaisseurs allant de 4 mm à 60 mm, y compris des options à 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15, 20 et 30 mm.
Sur demande, nous pouvons également fournir des épaisseurs de pince personnalisées de 1 mm à 60 mm avec une précision de 0,1 mm, par exemple 5,1 mm.
Avec plus de 12 ans d’expérience dans la fourniture de bras/pinces pour robots et machines industrielles, nous proposons également des services de filetage et de rainure de tête de vis sur des pinces et des plaques d’aspiration en fibre de carbone.