碳纤维机械手臂的较其他材料的优点

一年一度的世界工业博览会顺利闭幕，此次盛会共设八个展区，其间“工业机器人展”汇集了国内外新前沿的机器人技术，成为整个博览会人气旺、商场转化率高的展区。从现在的状况上看，跟着人工费上涨及人手不足问题越来越严重，各出产职业对机器人的需求也将日益增多，工业机器人将成为工厂自动化越来越重要的一部分。机械手臂是机器人技术领域实际使用广泛的自动化机械设备，尽管它们的形状各有不同，但它们都有一个一起的特点，即通过接受指令，精准地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。机械手臂一般有弹性、旋转和升降这三种运动，其间旋转、升降运动是由横臂和产柱去完成的，手臂的根本作用则是将手爪移动到所需方位以及接受抓取工件的大分量和手臂自身的分量等。此外，管路、冷却设备、行程定位设备和自动检测设备等，一般也都装在手臂上。因此，手臂的结构、作业范围、承载才能和动作精度都会直接影响整个机械的作业功能。合金钢、通过热处理的钢、铝合金等轻型合金都是制造机械手臂的原材料，可是从此次工业博览会的展出状况看，以碳纤维复合材料为原资料的机械手臂将成为未来几年机械臂出产的一大趋势。如：有一款机械手臂长930mm，宽150mm，壁厚５mm，总分量却只要3千克。据悉，尽管碳纤维机械臂在成型工艺上存在必定难度，不过，从比重、强度、蠕变性及本钱价格等多方面因素归纳比较，碳纤维机械臂替代传统金属原料机械臂的风头正健。

作为一个运动性部件，机械手臂一般要完结各类已定或将定的运动，原料的挑选决议了机械手臂的动态功能和静态功能。主要，轻型材料是制造机械臂的良好选择。由于机械手臂的自重不仅影响它的运动便捷性，还直接影响到驱使运动的能源消耗量。机械手臂是运动的，需要有良好的受控性，因此不能过粗笨，分量越轻转动惯量越小。从这个角度上说，钢类材料重，比铝合金要重60%以上，高强度钢达到7.8g/cm3，铝也有2.7g/cm3，碳纤维比重小，只要1.75g/cm3，因此碳纤维制成的机械臂是现在一切原料中轻的，能使机械臂操作更加灵活准确。

其次，机械手臂在接受载荷时，不能有开裂和应变，也就是说用来制造机械手臂的材料要有满足的强度，必须挑选“高强度的材料”。从肯定性能看，铝比不上钢，就算是很好的铝，从模量、强度和韧性上看，肯定性能仍旧比不上钢，铝合金的分量介于碳纤维和碳钢之间，强度次于碳纤维，高于碳钢，但韧性较低，缺乏弹性。碳纤维的特点不仅是质轻，强度更高。现在碳纤维复合材料强度约为1400MPa，而钢呢？一般的钢不过是600MPa，在比强度上碳纤维要比钢高出许多。

再者，机械臂的作业环境对原料也提出了相应的要求，比方必定的温差中，金属会出现相应的蠕变状况，这种蠕变看似微乎其微，可是对机械臂操作精准的影响仍是比较明显的。碳纤维不同于一般的钢和铝合金，在零下几十度到200℃之间都能坚持小的蠕变性，因此能够适用于不同的作业环境中。

别的，从经济的角度方面来取舍的话，看似碳纤维原材料比铝合金要贵很多，可是在具体使用中，从原材料到成型，这其间的加工本钱所占的本钱份额更大。根据近期市场的反映，同样类型的铝合金机械臂与碳纤维机械臂的本钱价格所差无几，因此，在性价比归纳因素上看，碳纤维原料的机械臂将有非常广阔的使用前景。