ربات صنعتی یک دستگاه ماشینی با مفاصل یا درجات آزادی متعدد در زمینه صنعتی است. این مجموعه ای با تکنولوژی بالا است که توسط مجموعه ای از رشته ها مانند ماشین آلات، مواد، الکترونیک، کنترل و فناوری کامپیوتر تشکیل شده است. به طور گسترده ای در ساخت مکانیکی، تولید مواد شیمیایی، ساخت و ساز جاده و پل، معادن معدنی، دفاع ملی و صنایع نظامی، اکتشافات فضایی و سایر زمینه ها استفاده شده است. رباتهای صنعتی در کارهای سنگین و تکی جایگزین انسانها میشوند که در کاهش شدت نیروی کار انسان، بهبود کارایی تولید و سطح بهرهوری از اهمیت زیادی برخوردار است.
به منظور درک بهتر نقش روبات های صنعتی و کاهش وزن بازوی رباتیک، محققان شروع به استفاده از مواد کامپوزیت فیبر کربن برای ساخت بازوی رباتیک کرده اند. مواد کامپوزیت فیبر کربن وزن بازوی رباتیک و همچنین قدرت موتور را کاهش می دهد و در مصرف انرژی صرفه جویی می کند. بازوی رباتیک فیبر کربن دارای ویژگی های استحکام بالا، مدول بالا، وزن سبک، تغییر شکل کمتر، طراحی خوب و پردازش پذیری است.
شاندونگ رانفنگ CFRP شرکتی است که بر روی محصولات فیبر کربن تمرکز دارد و بازوی رباتیک فیبر کربن سفارشی را برای مشتریان ارائه می دهد. به گفته مسئول Runfeng CFRP، از رباتهای سیستم مختصات دکارتی سه محوری، چهار محوری، تا رباتهای چند مفصلی، از پیوندهای مکانیکی، لولههای بازو تا مفاصل مکانیکی، نسبت قطعات ربات ساخته شده از مواد کامپوزیتی فیبر کربنی. در حال افزایش است. تقاضا برای مواد با استحکام بالا و سبک وزن در ربات های صنعتی به همان اندازه در صنعت خودروسازی قوی است.
برای ربات های صنعتی، بهبود نسبت بار به وزن وظیفه اصلی است. ظرفیت باربری، وزن خود، صلبیت، اینرسی حرکت، دقت موقعیت و غیره چندین شاخص مهم برای ربات های صنعتی برای انتخاب مواد هستند. این الزامات متناقض به نظر می رسد، زیرا صلبیت خوب و بار سنگین اغلب به این معنی است که سازه ضخیم است و میله های راهنما زیادی وجود دارد که به ناچار وزن بازو را افزایش می دهد.
بازوی رباتیک نه تنها باید وزن خود را تحمل کند، بلکه باید حداکثر وزن قطعه کار را نیز تحمل کند، که مستلزم آن است که بازوی مکانیکی در هنگام تحمل بار نتواند تحت فشار قرار گیرد یا شکسته شود. از منظر استحکام کششی، استحکام کششی مواد کامپوزیتی فیبر کربن 2000 مگاپاسکال است، در حالی که استحکام کششی آلیاژهای آلومینیوم حدود 800 مگاپاسکال است. از نظر چقرمگی، چقرمگی آلیاژ آلومینیوم نسبتاً کم است و خاصیت ارتجاعی ندارد. با این حال، فیبر کربن دارای نرمی و قابلیت پردازش الیاف نساجی است، بنابراین چقرمگی آن بسیار بالاتر از آلیاژ آلومینیوم است و مواد فیبر کربن نیز کمتر در معرض شکستگی هستند.
سرعت حرکت بازوی مکانیکی از شروع به کار تا ترمزگیری تأثیر مستقیمی بر پایداری کار آن دارد. هرچه وزن بازو سبکتر باشد، اینرسی حرکت کمتر است، و سریعتر و پایدارتر عمل می کند و در نتیجه دقت موقعیت بالاتری دارد. به عنوان مثال، یک بازوی رباتیک فیبر کربن تولید شده توسط شرکت ما دارای طول کل 1500 میلی متر، عرض 150 میلی متر و ضخامت دیواره 5 میلی متر است. وزن کل کل بازوی رباتیک تنها 5 کیلوگرم است که به طور قابل توجهی دقت عملیاتی ربات های صنعتی را بهبود می بخشد.
با توسعه مداوم فناوری تولید و ساخت فیبر کربن، کاربرد فیبر کربن در بازوهای رباتیک روز به روز در ساخت ربات های صنعتی محبوبیت بیشتری پیدا می کند. علاوه بر برخی بازوهای رباتیک فیبر کربنی بزرگ در زمینه هوانوردی، مواد فیبر کربنی نیز در زندگی روزمره روی برخی از بازوهای رباتیک کوچک و متوسط ظاهر می شوند.