6G 碳纖維手臂 Robot FORK

一 . RobotFork使用碳纖維的原因

碳繊維材料爲Carbon Fiber Reinforced Plastics之碳纖維強化複合材料的簡稱,也稱爲CFRP材料,用在TFT-LCD Robot Fork上當作懸臂樑主要是取其高剛性(變形量小),振幅小,重量輕,較平直的特點.相較於其他的材料鋁,鋼,白鐵,塑膠,….以上的特性會更好!!

二 . 剛性理論基礎

結構形狀所產生之剛性stiffiiess由以下公式得之~

Stiffness = E x I

Stiffness =物體材料結構之剛性
E値=材料本身的彈性模數(Tensile Modulus)

I値=材料因造型設計(斷面)所產生的轉動慣量(Moment of Inertia)

以TFT-LCD用ROBOT Fork爲例子,Fork懸臂樑使用方型中空之碳繊隹管(若形狀不同則公式就不同其I値公式如下一

由以上Stiffhess = ExI可以初步判斷或比較Fork剛性強度之大小

三 . 變形量理論基礎

要計算未加工的Fork變形量的公式如下,此公式是假設在未加工前,若有鑽孔加工與放多個吸盤及荷重不均勻時,則變形量會有誤差~

計算變形量Bending數値如上公式所述,我們再把第一項的剛性數値Stiffoess = Ex I帶進去
即可得出CFRP Fork素材未加工前之變形量的値.

四 . 其他影響變形量的因素

由於Fork必須要做加工及零件裝配,以以上的數値與實際Fork完成時的變形量會有誤差,有幾項變數如下而導致誤差一

A鑽孔加工===孔位愈多愈會破壞結構,增加變形量.

B裝置吸盤==會增加部份區域的重量

C玻璃荷重不同==每片玻璃大小,相對位置不同,密度不同,故荷重非完全平均較難計算.

D Fork運動時的加速度==加速度與急停與否會導致瞬間壓力不同,這是變形量其中很大的變數之一

E結構設計不同==若有加補強板或兩邊加魚骨支撐,或錐型工字樑設計….等亦是變因.

F內部塡充物==若內部有加鋁條可增加螺絲的吃力程度,剛性亦會較強些.

所以依據我們的經驗,實際量測是最準確也是最接近實際使用的方法,計算値只是爲求事先的預估之用以減低風險也是不得已的作法,且常常會有較大的誤差!!


製作流程