Průmyslový robot je strojní zařízení s více klouby nebo stupni volnosti v průmyslové oblasti. Jedná se o high-tech kolekci tvořenou řadou oborů, jako jsou stroje, materiály, elektronika, řízení a výpočetní technika. Je široce používán ve strojírenské výrobě, chemické výrobě, stavbě silnic a mostů, těžbě nerostů, národní obraně a vojenském průmyslu, průzkumu vesmíru a dalších oborech. Průmyslové roboty nahrazují člověka v těžkých a jednoduchých úkolech, což má velký význam při snižování intenzity lidské práce, zvyšování efektivity výroby a úrovní produktivity.
Aby si výzkumníci lépe uvědomili roli průmyslových robotů a snížili hmotnost robotického ramene, začali k výrobě robotického ramene používat kompozitní materiály z uhlíkových vláken. Kompozitní materiál z uhlíkových vláken snižuje hmotnost robotického ramene, také výkon motoru a šetří spotřebu energie. Robotické rameno z uhlíkových vláken se vyznačuje vysokou pevností, vysokým modulem, nízkou vlastní hmotností, menší deformací, dobrou designovatelností a zpracovatelností.
Shandong Runfeng CFRP je společnost zaměřující se na produkty z uhlíkových vláken, která zákazníkům poskytuje přizpůsobené robotické rameno z uhlíkových vláken. Podle osoby odpovědné za Runfeng CFRP, od obecných tříosých, čtyřosých robotů s kartézským souřadnicovým systémem po roboty s více klouby, od mechanických spojů, ramenových trubek po mechanické spoje, podíl částí robotů vyrobených z kompozitních materiálů z uhlíkových vláken stoupá. Poptávka po vysoce pevných a lehkých materiálech v průmyslových robotech je stejně silná jako v automobilovém průmyslu.
Pro průmyslové roboty je hlavním úkolem zlepšení poměru zatížení a hmotnosti. Únosnost, vlastní hmotnost, tuhost, setrvačnost pohybu, přesnost polohy atd. jsou pro průmyslové roboty několika důležitými ukazateli pro výběr materiálů. Tyto požadavky se zdají být protichůdné, protože dobrá tuhost a velké zatížení často znamenají, že konstrukce je tlustá a existuje mnoho vodících tyčí, které nevyhnutelně zvýší hmotnost ramene.
Robotické rameno musí nést nejen svou vlastní váhu, ale také musí nést maximální hmotnost uchopovacího obrobku, což vyžaduje, aby se mechanické rameno nemohlo napnout nebo zlomit, když nese zátěž. Z hlediska pevnosti v tahu je pevnost v tahu kompozitních materiálů z uhlíkových vláken 2000 MPa, zatímco pevnost v tahu hliníkových slitin je asi 800 MPa. Pokud jde o houževnatost, houževnatost hliníkové slitiny je relativně nízká a postrádá pružnost. Karbonové vlákno má však měkkost a zpracovatelnost textilních vláken, takže jeho houževnatost je mnohem vyšší než u slitiny hliníku a materiály z uhlíkových vláken jsou také méně náchylné k lámání.
Rychlost pohybu mechanického ramene od rozjezdu po brzdění má přímý vliv na stabilitu jeho práce. Čím menší je hmotnost paže, tím menší je setrvačnost pohybu a tím rychleji a stabilněji funguje, což má za následek vyšší přesnost polohy. Například robotické rameno z uhlíkových vláken vyrobené naší společností má celkovou délku 1500 mm, šířku 150 mm a tloušťku stěny 5 mm. Celková hmotnost celého robotického ramene je pouhých 5 kg, což výrazně zlepšuje provozní přesnost průmyslových robotů.
S neustálým rozvojem výroby a výrobní technologie uhlíkových vláken se aplikace uhlíkových vláken v robotických ramenech stává stále populárnější ve výrobě průmyslových robotů. Kromě některých velkých robotických ramen z uhlíkových vláken v oblasti letectví se materiály z uhlíkových vláken začínají objevovat také na některých malých a středně velkých robotických ramenech v každodenním životě.