Robot công nghiệp là một thiết bị máy móc có nhiều khớp nối hoặc nhiều bậc tự do trong lĩnh vực công nghiệp. Nó là một tập hợp công nghệ cao được hình thành bởi một loạt các ngành như máy móc, vật liệu, điện tử, điều khiển và công nghệ máy tính. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cơ khí, sản xuất hóa chất, xây dựng cầu đường, khai thác khoáng sản, quốc phòng và công nghiệp quân sự, thăm dò không gian và các lĩnh vực khác. Robot công nghiệp thay thế con người trong các công việc nặng nhọc, đơn lẻ, có ý nghĩa to lớn trong việc giảm cường độ lao động của con người, nâng cao hiệu quả và năng suất sản xuất.
Để nhận ra rõ hơn vai trò của rô-bốt công nghiệp và giảm trọng lượng của cánh tay rô-bốt, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu sử dụng vật liệu composite sợi carbon để chế tạo cánh tay rô-bốt. Vật liệu tổng hợp sợi carbon giúp giảm trọng lượng của cánh tay rô-bốt, cũng như công suất động cơ và tiết kiệm năng lượng tiêu thụ. Cánh tay robot bằng sợi carbon có các đặc điểm về độ bền cao, mô đun cao, trọng lượng bản thân nhẹ, ít biến dạng, khả năng thiết kế và xử lý tốt.
Shandong Runfeng CFRP là một doanh nghiệp tập trung vào các sản phẩm sợi carbon, cung cấp cánh tay robot sợi carbon tùy chỉnh cho khách hàng. Theo người phụ trách Runfeng CFRP, từ rô bốt hệ tọa độ Descartes ba trục, bốn trục nói chung đến rô bốt đa khớp, từ liên kết cơ khí, ống cánh tay đến khớp cơ khí, tỷ lệ các bộ phận rô bốt làm bằng vật liệu composite sợi carbon đang tăng. Nhu cầu về vật liệu nhẹ và độ bền cao trong robot công nghiệp cũng mạnh mẽ không kém trong ngành sản xuất ô tô.
Đối với rô-bốt công nghiệp, việc cải thiện tỷ lệ tải trọng trên trọng lượng là nhiệm vụ chính. Khả năng chịu lực, trọng lượng bản thân, độ cứng, quán tính chuyển động, độ chính xác vị trí, v.v. là một số chỉ số quan trọng để robot công nghiệp lựa chọn vật liệu. Những yêu cầu này dường như trái ngược nhau, bởi vì độ cứng tốt và tải nặng thường có nghĩa là cấu trúc dày và có nhiều thanh dẫn hướng, điều này chắc chắn sẽ làm tăng trọng lượng của cánh tay.
Cánh tay robot không chỉ cần chịu trọng lượng của chính nó mà còn phải chịu trọng lượng tối đa của phôi đang nắm, điều này đòi hỏi cánh tay cơ khí không được căng hoặc gãy khi chịu tải. Từ góc độ độ bền kéo, độ bền kéo của vật liệu composite sợi carbon là 2000MPa, trong khi độ bền kéo của hợp kim nhôm là khoảng 800MPa. Về độ dẻo dai, độ dẻo dai của hợp kim nhôm tương đối thấp và thiếu tính đàn hồi. Tuy nhiên, sợi carbon có độ mềm và khả năng gia công của sợi dệt nên độ dẻo dai cao hơn nhiều so với hợp kim nhôm, đồng thời vật liệu sợi carbon cũng ít bị đứt hơn.
Tốc độ di chuyển của cánh tay cơ khí từ khi khởi động đến khi phanh có ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định khi làm việc của nó. Trọng lượng của cánh tay càng nhẹ thì quán tính của chuyển động càng nhỏ và nó hoạt động càng nhanh và ổn định, dẫn đến độ chính xác về vị trí càng cao. Ví dụ: một cánh tay robot bằng sợi carbon do công ty chúng tôi sản xuất có tổng chiều dài là 1500mm, chiều rộng là 150mm và độ dày thành là 5mm. Tổng trọng lượng của toàn bộ cánh tay robot chỉ là 5kg, giúp cải thiện đáng kể độ chính xác khi vận hành của robot công nghiệp.
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ sản xuất và chế tạo sợi carbon, việc ứng dụng sợi carbon trong cánh tay robot ngày càng trở nên phổ biến hơn trong sản xuất robot công nghiệp. Ngoài một số cánh tay robot cỡ lớn bằng sợi carbon trong lĩnh vực hàng không, vật liệu sợi carbon cũng bắt đầu xuất hiện trên một số cánh tay robot cỡ nhỏ và vừa trong cuộc sống hàng ngày.