Tööstusrobot on tööstusvaldkonnas mitme liigendi või vabadusastmega masinseade. See on kõrgtehnoloogiline kollektsioon, mille moodustavad mitmed erialad, nagu masinad, materjalid, elektroonika, juhtimine ja arvutitehnoloogia. Seda on laialdaselt kasutatud mehaanilises tootmises, keemiatootmises, teede- ja sildade ehitamises, mineraalide kaevandamises, riigikaitses ja sõjatööstuses, kosmoseuuringutes ja muudes valdkondades. Tööstusrobotid asendavad inimesi rasketes ja üksikutes tööülesannetes, millel on suur tähtsus inimeste töömahukuse vähendamisel, tootmise efektiivsuse ja tootlikkuse taseme tõstmisel.
Tööstusrobotite rolli paremaks mõistmiseks ja robotkäe kaalu vähendamiseks on teadlased hakanud robotkäe valmistamisel kasutama süsinikkiust komposiitmaterjale. Süsinikkiust komposiitmaterjal vähendab robotkäe kaalu, ka mootori võimsust ja säästab energiatarbimist. Süsinikkiust robotkäepidemel on kõrge tugevus, kõrge moodul, kerge omakaal, väiksem deformatsioon, hea kujundatavus ja töödeldavus.
Shandong Runfeng CFRP on süsinikkiust toodetele keskenduv ettevõte, mis pakub klientidele kohandatud süsinikkiust robotkätt. Runfeng CFRP eest vastutava isiku sõnul on süsinikkiust komposiitmaterjalidest valmistatud roboti osade osakaal alates üldistest kolmeteljelistest, neljateljelistest, Descartes'i koordinaatsüsteemi robotitest kuni mitme liigendiga robotiteni. kasvab. Nõudlus ülitugevate ja kergete materjalide järele tööstusrobotites on sama suur kui autotööstuses.
Tööstusrobotite jaoks on peamine ülesanne koormuse ja kaalu suhte parandamine. Kandevõime, omakaal, jäikus, liikumise inerts, asendi täpsus jne on tööstusrobotite jaoks materjalide valikul mitmed olulised näitajad. Need nõuded tunduvad olevat vastuolulised, sest hea jäikus ja suur koormus tähendavad sageli, et konstruktsioon on paks ja juhtvardaid on palju, mis paratamatult suurendab käe kaalu.
Robotkäsi ei pea mitte ainult kandma oma raskust, vaid peab kandma ka haarduva tooriku maksimaalset raskust, mis eeldab, et mehaaniline käsi ei saaks koormuse kandmisel pingutada ega puruneda. Tõmbetugevuse seisukohast on süsinikkiust komposiitmaterjalide tõmbetugevus 2000 MPa, samas kui alumiiniumisulamite tõmbetugevus on umbes 800 MPa. Sitkuse osas on alumiiniumisulami sitkus suhteliselt madal ja sellel puudub elastsus. Süsinikkiul on aga tekstiilkiudude pehmus ja töödeldavus, seega on selle sitkus palju kõrgem kui alumiiniumisulamil ja süsinikkiudmaterjalid on samuti vähem purunemisohtlikud.
Mehaanilise hoova liikumiskiirus käivitamisest pidurdamiseni mõjutab otseselt selle töö stabiilsust. Mida kergem on käe kaal, seda väiksem on liikumise inerts ning seda kiiremini ja stabiilsemalt see töötab, mille tulemuseks on suurem asenditäpsus. Näiteks meie ettevõtte toodetud süsinikkiust robotkäepideme kogupikkus on 1500 mm, laius 150 mm ja seinapaksus 5 mm. Kogu robotkäe kogukaal on vaid 5kg, mis parandab oluliselt tööstusrobotite töötäpsust.
Süsinikkiu tootmise ja tootmistehnoloogia pideva arenguga on süsinikkiu kasutamine robotkätes muutumas tööstusrobotite tootmises üha populaarsemaks. Lisaks mõnele suurele süsinikkiust robotkätele lennunduses hakkavad süsinikkiust materjalid igapäevaelus ilmuma ka mõnele väikesele ja keskmise suurusega robotkätele.