[发明专利]机器人手臂用碳纤维复合材料矩形薄壁空心管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人手臂用矩形薄壁空心管及其制造方法，尤其是涉及一种碳纤维缠绕模压组合成型机器人手臂用矩形薄壁空心管及其制造方法。

背景技术

世界第一台工厂机器人诞生于20世纪60年代，但这种机器人仅能从事一些简单、单调和乏味的工作，例如，把物体从一条生产线上搬到另外一条生产线上，在当时，他们充当的只是苦力的角色。到了20世纪90年代，工厂机器人可以熟练地从事与切削、碾磨、焊接和仓库搬运有关的工作，其主要工作在建筑行业、铸造行业、玻璃行业和汽车行业。尤其在汽车行业中机器人的应用更加广泛，德国机器人制造商KUKA公司制造了一台负荷量为1000公斤的重型机器人，手臂伸长后能与长颈鹿的高度相媲美，它能用一条手臂举起一辆宝马车，在空中转动一圈后再原封不动地把它放回到原来的位置。但是这种机器人重量重，刚度和强度等机械性能较差，另外这种机械人的工作部位主要在手臂上，的现有的机器人手臂重量中，灵活度不高，生产效率低，而且成本高，投资大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种重量轻、刚度和强度等机械性能良好，尺寸可以灵活制取、生产效率较高，设备投资少、成本低、性价比高的机器人手臂用碳纤维复合材料矩形薄壁空心管的制造方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：机器人手臂用碳纤维复合材料矩形薄壁空心管的制造方法，其特征在于，该方法是以碳纤维增强热固性树脂为原材料，采用缠绕和模压组合成型法制成矩形薄壁空心管。

所述的碳纤维增强热固性树脂由热固性树脂、碳纤维、固化剂、促进剂、脱模剂和添加剂组成。

所述的热固性树脂选自不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂中的一种；所述的碳纤维为连续长纤维；所述的固化剂为改性甲基四氢苯酐(JS-62)，所述的促进剂为2-甲基-4-乙基-咪唑(EMI)，所述的脱模剂为通用脱模剂，选自锰丹蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种。

所述的碳纤维为高强度高模量纤维。

所述的碳纤维增强热固性树脂的成份组成按重量份为：热固性树脂90～120固化剂80～100，促进剂0.8～1.2，脱模剂0.8～1.2。

所述的碳纤维占碳纤维增强热固性树脂的体积百分含量为65～80％。

所述的缠绕和模压组合成型法为：采用高强度碳纤维在精密芯模上缠绕，然后进行吸胶处理，再用上下模具合模加压，放入加温设备进行固化成型，脱模，最后由切割装置按照所需长度进行切割即可得到所需制品。

所述的矩形薄壁空心管的管壁规格为：1～3mm。

与现有技术相比，本发明提供一种碳纤维复合材料缠绕模压组合成型矩形薄壁空心管及其制造方法，它具有具有重量轻、刚度和强度等机械性能良好，尺寸可以灵活制取、生产效率较高，设备投资少、成本低、性价比高等优点。

附图说明

图1为本发明机器人手臂用矩形薄壁空心管示意图；

图2为图1的A-A剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明的矩形薄壁空心管的形状见图1，制品长度及截面尺寸可以根据需要调整。

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

某汽车厂原进口机器人手臂的替代产品

按厂家要求尺寸制备碳纤维缠绕模压组合成型矩形薄壁空心管。其复合材料碳纤维体积含量75％。

基体配方：

环氧树脂            100

固化剂(JS-62)       90

促进剂(EMI)         1.2

脱模剂(锰丹蜡)      2

制造方法：

采用高强度碳纤维在精密芯模上缠绕，然后进行吸胶处理，到关键的时候用上下模具合模加压，放入加温设备进行固化成型，脱摸，再按照需要长度由切割装置进行切割即可得到所需制品。

实施例2

机器人手臂用碳纤维复合材料矩形薄壁空心管的制造方法，该方法是以纤维增强热固性树脂为原材料，该原材料主要成份组成按重量份为：乙烯基树脂90份，过氧化甲乙酮1.5份，辛酸钴(浓度9％)0.2，脱模剂硬脂酸钙0.8；碳纤维为高强度高模量纤维，其纤维体积百分含量为70％，将高强度碳纤维在精密芯模上缠绕，然后进行吸胶处理，再用上下模具合模加压，放入加温设备进行固化成型，脱摸，最后由切割装置按照所需长度进行切割即可得到所需制品。所得矩形薄壁空心管的管壁尺寸为：1mm。

实施例3

机器人手臂用碳纤维复合材料矩形薄壁空心管的制造方法，该方法是以纤维增强热固性树脂为原材料，该原材料主要成份组成按重量份为：不饱和聚酯树脂120，过氧化甲乙酮1.5份，辛酸钴(浓度9％)0.1-0.3，脱模剂硬脂酸锌1.2；碳纤维为高强度高模量纤维，其纤维体积百分含量为65％，将高强度碳纤维在精密芯模上缠绕，然后进行吸胶处理，再用上下模具合模加压，放入加温设备进行固化成型，脱摸，最后由切割装置按照所需长度进行切割即可得到所需制品。所得矩形薄壁空心管的管壁尺寸为：3mm。