Vo vlne rýchleho vývoja priemyselnej inteligentnej výroby sa technológia robotov vyvíja a modernizuje bezprecedentnou rýchlosťou. Medzi nimi sa koncový efektor (ako sú chápadlá, prísavky, manipulátory atď.), ako kľúčové komponenty „ruky“ robota, vyvíja smerom k „vysokému výkonu, vysokej presnosti a nízkej hmotnosti“. Tento trend je obzvlášť významný v scenároch s veľkými rozpätiami a-vysokorýchlostnými operáciami, ako je automatická manipulácia, nakladanie a vykladanie a rýchla montáž.
Avšak aj keď tradičné kovové chápadlá (ako sú hliníkové zliatiny a nehrdzavejúca oceľ) majú spoľahlivú pevnosť, sú ťažké, pomaly reagujú a majú vysokú spotrebu energie. Nedokážu sa vyrovnať s dopytom po vysokej-rýchlosti a presnom ovládaní a stali sa dôležitou prekážkou obmedzujúcou zlepšovanie výkonu celého stroja.
Uhlíkové vlákno so svojou vysokou pevnosťou, nízkou hustotou, odolnosťou proti korózii a únave je materiálom široko používaným v špičkových{0}}odboroch, ako je letecký a kozmický priemysel, závody a vojenský priemysel. Uhlíkové vlákno je obľúbené pre svoju „vysokú pevnosť, nízku hustotu, odolnosť proti korózii a odolnosť proti únave“. Dnes bol tento pokrokový kompozitný materiál inovatívne zavedený do výroby koncových uchopovačov robotov, čo postupne mení technické prostredie priemyslu. Široko sa používa v leteckom a kozmonautickom-výrobe a v iných oblastiach. Tento pokročilý materiál je inovatívne aplikovaný na výrazné zníženie hmotnosti chápadla a zároveň zabezpečuje štrukturálnu pevnosť. V porovnaní s tradičnými materiálmi z hliníkovej zliatiny je záťažový tlak na konci robota výrazne znížený, čím sa zlepšuje rýchlosť odozvy a presnosť pohybu celého stroja. V porovnaní s hliníkovou zliatinou je hustota uhlíkových vlákien približne 1/3 hustoty hliníkovej zliatiny. Za predpokladu zachovania rovnakej konštrukčnej pevnosti je možné výrazne znížiť hmotnosť tela chápadla. Po znížení hmotnosti uchopovača klesá celková zotrvačnosť pohybu robota, zvyšuje sa zrýchlenie, rýchlosť odozvy je rýchlejšia, prevádzka je plynulejšia a presnosť je vyššia. Uhlíkové vlákno má väčšiu odolnosť voči vlhkosti, chemickej korózii, únave atď. a je obzvlášť vhodné pre vysokofrekvenčné{14}}práce a operácie v zložitých prostrediach.
S-hĺbkovým pokrokom Industry 4.0 a inteligentnou výrobou sa ľahký, vysoký výkon a inteligencia stali trendom vývoja koncových efektorov. Vďaka technologickému prelomu materiálov z uhlíkových vlákien boli predefinované hranice použitia uchopovačov s dlhým{3}}zdvihom, ktoré poskytujú efektívnejšie a flexibilnejšie riešenia pre robotickú manipuláciu, nakladanie a vykladanie a montáž obrobkov.
Pri použití uchopovačov s dlhým{0}}zdvihom štruktúra uhlíkových vlákien účinne zabraňuje deformácii a nestabilite spôsobenej väčším rozpätím; pri vysokorýchlostných scenároch triedenia/paletizácie/manipulácie môžu materiály z uhlíkových vlákien dosiahnuť vyššie prevádzkové frekvencie a kratšie cykly.
Aplikácia uhlíkových vlákien v koncovom uchopovači robota je modelom integrácie materiálovej vedy a inteligentných zariadení. Nielenže prekonáva obmedzenia tradičných výrobných procesov, ale tiež poskytuje výrobcom robotov a integrátorom automatizačných systémov viac do budúcnosti{1}}návrhových nápadov a produktov.
