專利名稱：機(jī)器人手部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在一種工業(yè)機(jī)器人的臂元件上的機(jī)器人手部件及其制造方法。更為具體地說，本發(fā)明涉及的是一種由纖維增強(qiáng)塑料所制成的機(jī)器人手部件，該纖維增強(qiáng)塑料由含有層積在一個(gè)核心部件的外表面上的一種增強(qiáng)纖維的聚酯薄片在經(jīng)熱固后得到，另外還涉及到該部件的制造方法。
背景技術(shù)：
玻璃底面的生產(chǎn)規(guī)模伴隨著液晶顯示器的廣泛應(yīng)用也越來越大，因此對用于液晶顯示器、等離子顯示面板、硅晶片及同樣的精密零件生產(chǎn)過程中的底板傳送器機(jī)器人手的生產(chǎn)規(guī)模的要求也越來越大。還有，用來傳送大型等離子顯示面板的機(jī)器人手的需求規(guī)模要高于用來傳送液晶顯示器的機(jī)器人手。
迄今為止，機(jī)器人手是由如鋼，不銹鋼，鋁等金屬材料制造。伴隨著這些年來機(jī)器人手的生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，出現(xiàn)了使用纖維增強(qiáng)塑料的趨勢(此后簡稱為“FRPs”)。特別是一種由碳化纖維增強(qiáng)的實(shí)心部件制成的機(jī)器人手部件被廣泛應(yīng)用。
盡管當(dāng)前生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，然而由于碳化纖維實(shí)心部件使得機(jī)器人手變重，導(dǎo)致了它自重引起的偏斜。而且由于機(jī)器人手變重，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載加大，從而影響了機(jī)器人的設(shè)計(jì)和它的成本。由其自重導(dǎo)致的偏斜可以通過減輕重量而降低一定程度，例如可通過減小機(jī)器人手部件的厚度或者減小支承面的寬度來實(shí)現(xiàn)。然而這些對策也同時(shí)使得機(jī)器人手的抗撓剛度下降，造成了支承工件時(shí)的偏斜增大(由于負(fù)載造成的偏斜)。特別是當(dāng)一個(gè)長的機(jī)器人手部件處于懸臂時(shí)，其末端部的偏斜加大，而且當(dāng)工件被支承時(shí)振動(dòng)加大，造成了支承和傳送工件的困難。
如在日本未審查專利No.2000-343476中公開的，一種制造機(jī)器人手的技術(shù)，它是通過分別形成一個(gè)皮膚層和一個(gè)核心層來實(shí)現(xiàn)。該皮膚層是一種板狀碳化纖維增強(qiáng)塑料，通過加熱到熱固一個(gè)多片聚酯片的層壓板，每片聚酯片中含有一種碳化纖維。核心層也同樣由碳化纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成，使皮膚層層積在作為核心部件的核心層的上表面與下表面上，用粘合劑使核心層與皮膚層粘附在一起。
作為在這個(gè)專利中的皮膚層，它是由包含碳化纖維的多個(gè)朝不同方向定向的聚酯片一片接一片層壓而成，以改進(jìn)抗撓剛度，振動(dòng)衰減特性和抗熱能力。作為核心層，它是一個(gè)碳化纖維增強(qiáng)塑料部件和由例如鋁這樣的金屬制成的蜂巢狀核心部件以及纖維的集合體相互之間結(jié)合，以改進(jìn)抗撓剛度，振動(dòng)衰減特性和抗熱能力，然而重量則減輕了。
但是根據(jù)這個(gè)方法，這些材料中，包含碳化纖維增強(qiáng)塑料的皮膚層有一個(gè)預(yù)定的厚度和預(yù)定面積，而核心層也同樣包含碳化纖維增強(qiáng)塑料。皮膚層通過粘合劑粘附在作為核心部件的核心層的上表面與下表面，然后將這樣得到的層壓片按預(yù)定的長和寬切割，以便制成預(yù)定的形狀，這就意味著制造程序的數(shù)量增加了。因此，制造的時(shí)間需要加長，制造成本也變得高了。
另外還設(shè)計(jì)成一個(gè)方法，將各自以一個(gè)預(yù)定厚度形成的四片聚酯片用粘合劑粘附在一起，形成一個(gè)方形管。然而這個(gè)方法需要一個(gè)層壓聚酯片的步驟，一個(gè)通過熱固的方法形成碳化纖維增強(qiáng)塑料板的步驟，和另一個(gè)粘接碳化纖維增強(qiáng)塑料板的步驟。然而由此又產(chǎn)生了一個(gè)問題，即在粘接碳化纖維增強(qiáng)塑料板的部分處的針對負(fù)載的強(qiáng)度較低。
機(jī)器人手部件被設(shè)計(jì)用來傳送工件、精密零件，如液晶顯示器、等離子顯示面板、硅晶片及同類產(chǎn)品，因此要求該部件是平面的以免劃傷這些工件。然而如果機(jī)器人手有一個(gè)中空的結(jié)構(gòu)，那么中間的部分可能會(huì)成凹陷的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是解決以上提到的問題和提供一種針對負(fù)載強(qiáng)度較高、偏差低、平直度高，生產(chǎn)時(shí)間短，制造成本低的機(jī)器人手部件，以及制造該部件的方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的這種安裝在工業(yè)機(jī)器人的臂單元上的機(jī)器人手部件，具有一個(gè)預(yù)定的橫截面形狀，向縱向延伸，如以下組成包含增強(qiáng)纖維的每片聚酯片被層壓在核心部件的外表面上，層壓的聚酯片被加熱到一個(gè)預(yù)定的溫度以使其熱固形成纖維增強(qiáng)塑料，然后將核心部件從纖維增強(qiáng)塑料中取出。
根據(jù)以上所述的構(gòu)造，以較少的制造程序和較低的制造成本來獲得一個(gè)機(jī)器人手部件是可能的。而且，通過使用纖維增強(qiáng)塑料是可能制造出比金屬造的部件輕，具有優(yōu)越的平直度、抗撓剛度、振動(dòng)衰減特性和抗熱性的機(jī)器人手部件的。還有，由于核心部件被取出后形成中空結(jié)構(gòu)，可以使得重量更輕。另外，還可以在中空部分內(nèi)設(shè)置裝備、配線、管路配置以及機(jī)器人手其他功能所需要的配備。最后，由于核心部件可以反復(fù)使用，可使材料消耗降低。
以上描述的制造機(jī)器人手部件的方法包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟在核心部件的外表面上纏繞各包含增強(qiáng)纖維的聚酯片，該核心部件有一預(yù)定的橫截面形狀，核心部件是由一種在等于或低于預(yù)定溫度時(shí)加熱而不變形的材料制成；通過把一具有預(yù)定內(nèi)表面形狀的外部模型擠壓到纏繞聚酯片的外表面上，使聚酯片按著預(yù)定大小形成該聚酯片的外部形狀；將模制的聚酯片加熱到一預(yù)定溫度，使其熱固后形成纖維增強(qiáng)塑料；最后從成型的纖維增強(qiáng)塑料中取走核心部件使其成一中空結(jié)構(gòu)。
還有另一種如以上描述的制造機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟把一個(gè)有預(yù)定的橫截面形狀的核心部件的外表面分成多個(gè)區(qū)域，該核心部件在加熱到等于或小于一個(gè)預(yù)定溫度時(shí)不會(huì)變形，并將每個(gè)包含一增強(qiáng)纖維的聚酯片粘接到每個(gè)已獨(dú)立分割的區(qū)域；將粘有聚酯片的核心部件加熱到預(yù)定溫度，使部件熱固形成纖維增強(qiáng)塑料；最后從成型的纖維增強(qiáng)塑料中取走核心部件使其成一中空結(jié)構(gòu)。在這個(gè)例子中，因?yàn)槊總€(gè)包含一增強(qiáng)纖維的聚酯片被粘接到每個(gè)已分割的核心部件的外表面區(qū)域，其拐角部分并不會(huì)向外膨脹。因此并不需要使用一個(gè)專門的外部模型來使機(jī)器人手部件的外部表面形狀達(dá)到要求。
另外一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的安裝在工業(yè)機(jī)器人臂單元上的機(jī)器人手部件，有一預(yù)定的橫截面形狀，且沿縱向延伸，有層壓在核心部件全部或部分外表面上的每片都包含增強(qiáng)纖維的聚酯片，層壓著聚酯片的核心部件被加熱到預(yù)定溫度而熱固，形成與核心部件結(jié)合在一起的纖維增強(qiáng)塑料。
根據(jù)這個(gè)構(gòu)造，可以以少數(shù)量的制造程序和較低的制造成本制造機(jī)器人手部件。還有，使用纖維增強(qiáng)塑料可以制造出質(zhì)量更輕和偏差特性更小的機(jī)器人手部件。而且，由于核心部件留在制造的位置形成一個(gè)實(shí)體結(jié)構(gòu)，所以機(jī)器人手的中央部分不會(huì)形成凹陷，進(jìn)而改善了平直度。注意，核心部件使用輕質(zhì)部件如合成樹脂比纖維增強(qiáng)塑料更輕，可以更加減輕重量。
還有另一種如上述的制造機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟在核心部件的外表面上纏繞各包含增強(qiáng)纖維的聚酯片，該核心部件有一預(yù)定的橫截面形狀，核心部件是由一種在等于或低于預(yù)定溫度時(shí)加熱而不變形的材料制成；通過把一具有預(yù)定內(nèi)表面形狀的外部模型推到纏繞聚酯片的外表面上，使聚酯片按著預(yù)定大小形成該聚酯片的外部形狀；將模制的聚酯片加熱到一預(yù)定溫度，使其熱固后形成與核心部件結(jié)合在一起的纖維增強(qiáng)塑料。
還有一種如上述的制造機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟把一個(gè)有預(yù)定的橫截面形狀的核心部件的外表面分成多個(gè)區(qū)域，該核心部件在加熱到等于或小于一個(gè)預(yù)定溫度時(shí)不會(huì)變形，并將每個(gè)包含一增強(qiáng)纖維的聚酯片粘接到至少一個(gè)已分割的區(qū)域；將粘有聚酯片的核心部件加熱到預(yù)定溫度，使部件熱固形成纖維增強(qiáng)塑料。
另外，還有一種如上述的制造機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟把一個(gè)預(yù)定橫截面形狀的核心部件的外表面分成多個(gè)區(qū)域，該核心部件在加熱到等于或小于一個(gè)預(yù)定溫度時(shí)不會(huì)變形，并將每個(gè)包含一增強(qiáng)纖維的聚酯片粘接到每一個(gè)已分割的區(qū)域；將粘有聚酯片的核心部件加熱到預(yù)定溫度，使部件熱固形成與核心部件結(jié)合在一起的纖維增強(qiáng)塑料。在這個(gè)例子中，相鄰區(qū)域中的聚酯片被一片接一片地連接和粘接在一起以構(gòu)成核心部件全部外表面上的纖維增強(qiáng)塑料。因此，通過使用一個(gè)輕質(zhì)的核心部件，就可以生產(chǎn)出具有實(shí)心纖維增強(qiáng)塑料部件優(yōu)點(diǎn)的機(jī)器人手部件，即具有良好的防偏斜特性和平直度。
根據(jù)本發(fā)明的安裝在工業(yè)機(jī)器人臂單元的機(jī)器人手部件由纖維增強(qiáng)塑料制成，它具有一個(gè)中空長方形的橫剖面，并在一個(gè)組成部件沿縱向延伸的內(nèi)部空間。形成有至少一根肋條在橫剖面中橫過相對的兩長邊伸展，而且也在內(nèi)部空間縱向伸展。
根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻M成橫剖面的長邊是通過肋條相互連接，長邊的長度實(shí)際上被大大地縮短以增加其剛度。因?yàn)闄M剖面中的長邊剛度被改進(jìn)，長邊中部的凹陷也被減小，因此機(jī)器人部件手的平直度(也就是精確度)也被改善。
以上描述的制造機(jī)器人手部件的方法包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將帶有長方形形狀橫剖面以及在等于或小于預(yù)定溫度時(shí)不變形的核心部件，設(shè)置在橫截面為長方形并會(huì)有增強(qiáng)纖維的肋組成部件的兩側(cè)邊表面上以形成整體上具有長方形橫截面的復(fù)合構(gòu)造體；將每個(gè)包含一增強(qiáng)纖維的聚酯片以一預(yù)定的厚度層壓在復(fù)合構(gòu)造體的外表面上，將層壓有聚酯片的復(fù)合構(gòu)造體加熱到預(yù)定溫度，形成其中結(jié)合了肋組成部件和聚酯片的纖維增強(qiáng)塑料；從纖維增強(qiáng)塑料中取出核心部件。
根據(jù)這種構(gòu)成，如果準(zhǔn)備了多個(gè)不同種類的核心部件和不同大小的肋組成部件，那未通過任意地將部件結(jié)合起來，就能夠容易地制出一個(gè)預(yù)定大小的在內(nèi)部空間有一個(gè)肋的機(jī)器人手部件。
另外，還有一種制造以上描述的機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將含有增強(qiáng)纖維的聚酯片以預(yù)定的厚度層壓在帶有長方形形狀橫剖面以及在等于或小于預(yù)定溫度時(shí)不變形的核心部件的外表面；將其上層壓有聚酯片的多個(gè)核心部件分別以它們的各邊表面相互接觸，形成一個(gè)整體上有長方形橫截面的復(fù)合型結(jié)構(gòu)；將各含有增強(qiáng)纖維的聚酯片以一定厚度壓在復(fù)合型結(jié)構(gòu)的外表面上；加熱層壓有聚酯片的復(fù)合構(gòu)造體到預(yù)定的溫度，使之形成纖維增強(qiáng)塑料，其中層壓在復(fù)合構(gòu)造體上的聚酯片與層壓在核心部件上的聚酯片互相結(jié)合；然后從纖維增強(qiáng)塑料中取出核心部件。在這個(gè)例子中，有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是不需要肋組成部件。
在以上所述的制造方法中，可以使層壓一定厚度的聚酯片的形狀符合于復(fù)合構(gòu)造體表面的形狀和核心部件表面的形狀，然后將聚酯片粘附和層壓在復(fù)合構(gòu)造體表面和核心部件表面上。通過粘附與復(fù)合構(gòu)造體表面形狀或核心部件表面形狀符合的聚酯片，使聚酯片達(dá)到預(yù)定的厚度。
在以上所述的制造方法中，層壓步驟也可以通過將聚酯片纏繞層壓在復(fù)合構(gòu)造體或核心部件的外表面來實(shí)現(xiàn)。通過將聚酯片纏繞層壓在復(fù)合構(gòu)造體或核心部件的外表面，使聚酯片到達(dá)預(yù)定的厚度。
上面所述制造機(jī)器人手部件的方法還可以包含以下連續(xù)執(zhí)行的步驟；將多個(gè)帶有中空和長方形橫截面形狀并包含有增強(qiáng)纖維的單元組成部件使其在兩邊表面處彼此相互接觸形成一個(gè)整體上具有長方形橫剖面的復(fù)合構(gòu)造體；將在其邊表面上包含增強(qiáng)纖維的聚酯片粘附在與復(fù)合構(gòu)造體上的接觸表面相交的同樣的邊上；將其上粘有聚酯片的復(fù)合構(gòu)造體加熱到預(yù)定溫度，以形成其中聚酯片與單元組成部件結(jié)合在一起的纖維增強(qiáng)塑料。
在以上所述的制造方法中，粘附聚酯片的步驟可以這樣實(shí)施，將聚酯片纏繞粘附在復(fù)合構(gòu)造體的外表面上。根據(jù)這個(gè)組成，因?yàn)榫埘テ潜焕p在復(fù)合構(gòu)造體的外表面，相鄰單元組成部件之間的結(jié)節(jié)被隱藏起來因而機(jī)器人手部件的外觀到了改進(jìn)。
在以上所述的制造方法中，將聚酯片纏繞或粘附在復(fù)合構(gòu)造體或核心部件的外表面上這一步驟中可以包括將聚酯片纏繞或粘附成多層的步驟。這樣，就可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)聚酯片的層壓厚度，進(jìn)而控制機(jī)器人手部件的撓性剛度。
將聚酯片纏繞或粘附成多層的這一步驟還可以包括一個(gè)將聚酯片以以下方式層壓的步驟，這個(gè)方式中增強(qiáng)纖維可以沿著縱向方向或與縱向成直角方向，彼此不同。根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)，使得根據(jù)機(jī)器人手被應(yīng)用的環(huán)境控制機(jī)器人手部件的撓性剛度，振動(dòng)衰減特性和抗熱性能等等成為可能。
還有，將聚酯片纏繞或粘附成多層的這一步驟可以包括一個(gè)在粘附或纏繞有聚酯片的最外層再纏繞一層織物聚酯片的步驟。根據(jù)這個(gè)組成，在隨后的切割和磨光工序中產(chǎn)生的起毛變松被減少了。這樣，部件的工作性能便改進(jìn)了，最終得到的產(chǎn)品也展示出改進(jìn)的外觀。
本產(chǎn)品其他目的、特性和優(yōu)點(diǎn)可從以下結(jié)合附圖的實(shí)施例的說明中明顯地獲知。


圖1安裝了本發(fā)明機(jī)器人手部件的機(jī)器人手透視圖；圖2根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的機(jī)器人手部件透視圖；圖3第一實(shí)施例中機(jī)器人手部件的第一種制造方法過程截面圖；圖4是生產(chǎn)過程中將聚酯片纏繞在多重層的一個(gè)工藝的狀態(tài)解釋圖表，其中聚酯片以以下方式層壓聚酯片中的增強(qiáng)纖維按彼此不同的方向?qū)颉?br> 圖5第一實(shí)施例中機(jī)器人手部件的截面形狀修改例子截面圖；圖6第一實(shí)施例中機(jī)器人手部件的第二種制造方法過程解釋圖；圖7根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的機(jī)器人手部件截面圖；圖8第二實(shí)施例中機(jī)器人手部件修改例的透視圖；圖9根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的機(jī)器人手部件截面圖；圖10第三實(shí)施例中的機(jī)器人手部件的第一種制造方法過程截面圖；圖11第三實(shí)施例中的機(jī)器人手部件的第一種制造方法中聚酯片層壓狀態(tài)解釋圖；圖12第三實(shí)施例中的機(jī)器人手部件的第二種制造方法的過程截面圖；圖13第三實(shí)施例中的機(jī)器人手部件的第三種制造方法的過程截面圖；圖14第三實(shí)施例中的機(jī)器人手部件的相應(yīng)制造制造方法示意圖；圖14A機(jī)器人手部件的側(cè)視圖；圖14B圖14A中沿E-E截面的截面圖；圖14C圖14A中沿F-F截面的截面圖；圖14D圖14A中沿G-G截面的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是安裝了本發(fā)明機(jī)器人手部件的機(jī)器人手的透視圖。機(jī)器人手1安裝在一個(gè)工業(yè)機(jī)器人的臂單元上，包括一個(gè)用來將機(jī)器人手1安裝在機(jī)器人(未示)的臂單元上的平板狀的安裝部件2，和一個(gè)固定在安裝部件2上用以支承工件3的機(jī)器人手部件4。在圖1中，數(shù)字5指示了安裝部件2上打的安裝孔，以使機(jī)器人手1安裝在機(jī)器人的臂單元上。機(jī)器人手部件4支承和傳送如玻璃底板等的工件3，例如液晶顯示器、等離子顯示面板、或半導(dǎo)體晶片，該部件由纖維增強(qiáng)塑料制成，以此獲得了輕質(zhì)、優(yōu)越的平直度、抗撓剛度和抗熱性等優(yōu)點(diǎn)。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例中的機(jī)器人手部件4，機(jī)器人手部件4都是由中空結(jié)構(gòu)組成的中空方管，以使包含增強(qiáng)纖維的聚酯片層壓在一個(gè)核心部件的外表面，層壓的聚酯片被加熱到預(yù)定溫度使其熱固形成纖維增強(qiáng)塑料，然后從所形成的纖維增強(qiáng)塑料中取出核心部件。通過螺釘或其他元件可將兩個(gè)機(jī)器人手部件4彼此平行地安裝在安裝部件2上，每個(gè)部件的長為1500毫米，寬為50毫米。安裝部件2和機(jī)器人手部件4可以連成一體。
參看圖3，具體介紹機(jī)器人手部件4的第一個(gè)制造方法。
首先，參看圖3A，包含增強(qiáng)纖維的聚酯片7以多層纏繞在核心部件6的外表面上，該核心部件有一預(yù)定的橫截面形狀，核心部件是由一種在等于或低于預(yù)定溫度加熱時(shí)會(huì)不變形的材料制成。
核心部件6被用來作為一個(gè)基礎(chǔ)部件，聚酯片7在其上纏繞，核心部件在該層壓聚酯片9被加熱到預(yù)定溫度(根據(jù)樹脂的不同而不同，大約在100℃-190℃)和熱固溫度或稍高于該預(yù)定溫度時(shí)不會(huì)發(fā)生太大的形變，而且核心部件6是由一種能容易地從加熱后熱固的纖維增強(qiáng)塑料中取出的材料制成，取出后的核心部件可以成形為例如在橫截面是長方形的桿。在這里所述的“核心部件加熱后不會(huì)發(fā)生太大形變”這句話的意思是，核心部件不會(huì)在使層壓聚酯片9加熱并熱固的工藝過程中熔化也不會(huì)因?yàn)榫砬?、彎曲、偏轉(zhuǎn)、扭曲、褶皺、折疊等而發(fā)生形變。核心部件6由鋁鋼、或不銹鋼、或樹脂例如MC尼龍樹脂或聚酰亞胺等制成。以上所述的樹脂或金屬材料都有一個(gè)比纖維增強(qiáng)塑料大的熱膨脹系數(shù)，因此在加熱后冷卻時(shí)會(huì)收縮，這樣可以輕易的將其取出。另外，當(dāng)需要時(shí)，一種分隔材料可以施加在核心部件的表面上。這種分隔材料可以是一種化學(xué)器(例如，表面活化劑)施加通過噴射的方法到其表面上，也可以使用一種聚四氟乙烯薄片作為分隔薄片。
聚酯片7是一張所謂的單向部件的薄片，例如一種單向平紋織物或一種單向無紋織物其中的增強(qiáng)纖維朝一個(gè)方向定向，或者如一種平紋織物，一種斜紋織物或一種綢緞織物這樣的含有朝兩個(gè)方向?qū)虻脑鰪?qiáng)纖維的雙向部件，或者如一種三維織物這樣的含有朝三個(gè)方向?qū)虻脑鰪?qiáng)纖維的三向部件，該部件中預(yù)先浸透了填料樹脂，處于一種略帶粘性的未熱固狀態(tài)。
在這個(gè)例子中，為了得到輕質(zhì)和剛度的觀點(diǎn)，一般使用碳化纖維作為增強(qiáng)纖維。然而也可以用玻璃纖維，芳香尼龍纖維或者金剛砂纖維代替碳化纖維。例如，在多個(gè)的聚酯片7準(zhǔn)備層壓時(shí)，主要使用碳化纖維聚酯片，同時(shí)在不損害機(jī)器人手部件的支承和傳送性能的前提下，也可以在一定程度上部分地使用包含玻璃纖維或其他纖維的聚酯片來代替。碳化纖維可以被分成以下兩類；根據(jù)使用的原始材料分成硝酸過氧化乙酰似乎應(yīng)為聚丙烯腈碳化纖維和瀝青基碳化纖維。瀝青基碳化纖維具有高達(dá)490-950GPa的彈性，而硝酸過氧化乙酰聚丙烯腈碳化纖維有230-490GPa的彈性和高的抗拉強(qiáng)度。
再有，填料樹脂可以使用以下熱固性樹脂，例如環(huán)氧樹脂，苯酚樹脂，氰酸鹽樹脂，不飽和聚酯樹脂，聚酰亞胺樹脂或者二馬來酰亞胺樹脂。而且為了增加抗震性和韌性，可以使用在熱固性樹脂中加入橡膠或樹脂微粒的樹脂，或者使用在熱固性樹脂中溶解了熱塑性樹脂的樹脂。在這里，用作微粒的橡膠可以是腈橡膠，丁二烯橡膠，苯乙烯—丁二烯橡膠，丁二烯—腈橡膠，丙烯酸橡膠，或丁基合成橡膠。還有，用作微粒的樹脂可以是熱固性樹脂或者熱塑性樹脂。其中熱固性樹脂可以使用環(huán)氧樹脂，苯酚樹脂，不飽和聚酯樹脂，氨基樹脂，或聚氨脂樹脂。熱塑性樹脂可以使用聚酰亞胺樹脂，聚丙烯酸樹脂，聚乙烯乙酸樹脂，聚酰氨樹脂，polyaramide樹脂，或聚碳酸脂。溶解在熱固性樹脂中的熱塑性樹脂可以是，聚磺酸樹脂，聚碳酸脂，聚醚磺酸樹脂，聚醚酰亞氨樹脂，芬芳聚脂樹脂，聚乙烯醇縮甲醛樹脂，聚酰氨樹脂，或聚酰亞氨樹脂。
在這里，執(zhí)行將聚酯片7纏繞成多面層的步驟，如圖4所示，聚酯片7以增強(qiáng)纖維朝不同方向?qū)虻姆绞綄訅?。也就是說，聚酯片是這樣層壓的，即所給層面中聚酯片7a中的增強(qiáng)纖維8a以0度的方向?qū)?，而另一層面中的聚酯?b中的增強(qiáng)纖維8b以90度的方向?qū)?。另外，還有在以上所述層面以外的一個(gè)層壓聚酯片7c。在這個(gè)例子中，聚酯片7c中增強(qiáng)纖維8c可以是一種織物聚酯片，其中增強(qiáng)纖維以相交成90度角的方式朝兩個(gè)方向?qū)颍蛘咭部梢允且环N層壓一對相對于縱向成正負(fù)45度角的單向聚酯片。這種狀態(tài)下，各層中的聚酯片7a、7b、7c分別以適當(dāng)?shù)暮穸葘訅?，使得最后的厚度處?-7毫米之間?？紤]到聚酯片被加熱熱固時(shí)體積會(huì)縮小，本例中層壓的厚度會(huì)稍微大于所需要的機(jī)器人手部件的纖維增強(qiáng)塑料板的厚度。
現(xiàn)在具體介紹在多重層中層壓聚酯片7的例子。參看圖3A，層壓在最里面與核心部件6相接觸的聚酯片7具有朝一定方向?qū)虻脑鰪?qiáng)纖維，例如朝相對于縱向方向成0度或90度角的方向?qū)颉訅涸谧罾锩嬉粚又系牡诙埘テ?具有朝相對于縱向成0度角定向的增強(qiáng)纖維，以防止縱向的偏斜和改進(jìn)振動(dòng)衰減特性。層壓在上面所述的第二聚酯片上的第三聚酯片7具有朝相對于縱向直交定向的增強(qiáng)纖維，以改進(jìn)包含上述兩片聚酯片在內(nèi)的整體部件的抗撓剛度，改進(jìn)為撓性振動(dòng)的振動(dòng)衰減特性，以及防止卷曲和偏斜。除去上述，還可以再加設(shè)一層含有朝相對于縱向成正負(fù)45度角定向的增強(qiáng)纖維的聚酯片7。這樣，可以改進(jìn)整體部件的扭轉(zhuǎn)剛度，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)衰減特性。還可以層壓一層織物聚酯片作為最外面層以代替聚酯片7。該織物聚酯片由增強(qiáng)纖維的機(jī)織織物組成。增強(qiáng)纖維推薦使用碳化纖維、玻璃纖維、芳香尼龍纖維、金剛砂纖維，而且平紋織物、斜紋織物、綢緞織物或三維織物也可以適當(dāng)應(yīng)用?？椢锞埘テ右詫訅菏菫榱嗽陔S后工藝中的切割和壓磨時(shí)減小聚酯片的起毛變松，改進(jìn)其可加工性和改進(jìn)產(chǎn)品的外觀。
將聚酯片7層壓成多層，從方便取出核心部件6的角度講，應(yīng)該將以90度角定向的薄片層壓在最低層(也就是最內(nèi)層)。因?yàn)椋蓟w維的熱收縮程度比填料樹脂稍小，所以薄片的收縮這樣變化，即在纖維定向方向的收縮程度比纖維排列方向的收縮程度小。將90度定向的薄片用在管狀纖維增強(qiáng)塑料板的內(nèi)表面，則碳化纖維就被定向于使其包圍核心部件6的外表面。進(jìn)而當(dāng)受到熱固影響時(shí)，管狀纖維增強(qiáng)塑料板的直徑就不會(huì)收縮很多。
還有層壓在上層的聚酯片(外部薄片)對機(jī)器人手部件的特性(抗撓剛度等)的改進(jìn)貢獻(xiàn)很大。因此從防止偏斜的角度來講，最好在以90度定向薄片的上面層壓一層以0度定向的薄片。所使用的聚酯片的結(jié)合和層壓的順序要根據(jù)以上所述幾點(diǎn)而定。
接下來，如圖3B所示，具有預(yù)定內(nèi)表面形狀的外模10a和10b被推到由聚酯片纏繞多層的層壓聚酯片9的外表面上，使層壓聚酯片9的外部表面按著預(yù)定大小成型。這是因?yàn)?，如圖3A所示當(dāng)聚酯片7一層層疊加地纏繞在核心部件6上時(shí)，角落向外邊膨脹，使角落外的形狀不能保持一致。因此，角落以適當(dāng)?shù)闹苯切螤钅Ｖ瞥尚汀榱诉@個(gè)目的，這兩個(gè)具有U形內(nèi)表面形狀的溝槽形外模被彼此面對面地設(shè)置，在層壓聚酯片9的上下方，以與為一個(gè)擠壓件相同的方式按箭頭A和B所示方向加以推壓。這樣，通過推壓具有U形內(nèi)表面形狀的外模10a和10b，使層壓聚酯片9的角落形成適當(dāng)?shù)闹苯切螤睢?br> 接下來，如圖3C中，所示模制成型的層壓聚酯片9被加熱到預(yù)定溫度以熱固，以形成纖維增強(qiáng)塑料。這時(shí)，整個(gè)層壓聚酯片9被放進(jìn)一個(gè)真空袋內(nèi)準(zhǔn)備加熱。加熱條件如下，開始時(shí)從室溫下以每分鐘2°-10℃的速度升溫，在100°-190℃下保持60分鐘，然后加熱停止，聚酯片自然冷卻到室溫。這樣，層壓聚酯片9就被熱固形成纖維增強(qiáng)塑料。這里，核心部件6是由加熱到預(yù)定溫度或稍低于該溫度時(shí)不發(fā)生形變的材料制成，因此，保證了在上述加溫過程中核心部件的橫截面形狀基本上不發(fā)生形變。注意，把層壓聚酯片9放進(jìn)真空袋是為了吸出在層積過程中停留在薄片中的氣泡，也是為了是使層壓聚酯片9基本上具有均勻的外部壓力(大氣壓力)。
接下來，如圖3D所示，核心部件6被從纖維增強(qiáng)塑料部件11中取出，從而形成一個(gè)中空結(jié)構(gòu)。這樣，如圖2那樣的具有方形管的機(jī)器人手部件4被制造出來。
因?yàn)樵谶@個(gè)實(shí)施例中的機(jī)器人手部件不是制成為一個(gè)實(shí)心纖維增強(qiáng)塑料件，而是構(gòu)成一個(gè)中空結(jié)構(gòu)組成，因此可以通過不減小機(jī)器人手部件體積(即不減小厚度或者寬度)而實(shí)現(xiàn)減輕其質(zhì)量。例如，在安裝部件2上安裝一個(gè)長的機(jī)器人手部件4，就有可能避免其末端由于其自重或工件的負(fù)載而產(chǎn)生偏斜或振擺動(dòng)，因而支承和傳送工件的精確度得到了改進(jìn)。為了支承和傳送工件3，方管的中空部分內(nèi)可以用來設(shè)置一個(gè)可以吹或吸空氣的管子，也可以設(shè)置用以偵測工件3的存在和夾持的傳感器的電線。
機(jī)器人手部件4的截面形狀并不局限于以上所述的方管，而是可以用任何形狀，如三角形，多邊形，圓形或半圓形來代替。如圖5所示，機(jī)器人手部件4可以是一個(gè)管形且有一個(gè)平直形的上表面和一個(gè)弧形的下表面。在這個(gè)例子中，圖3A中所示的核心部件具有一個(gè)上表面是平面下表面是弧形的截面形狀。在以前的介紹中，聚酯片7在核心部件6的外表面上纏繞成多層。然而，本發(fā)明并不局限于此，當(dāng)聚酯片7以預(yù)定的厚度成型以便具有抗撓剛度和振動(dòng)衰減特性，這樣的聚酯片7可以纏繞成一層。
下面，參看圖6介紹機(jī)器人手部件4的第二種制造方法。
首先，在準(zhǔn)備過程中準(zhǔn)備好核心部件6和初始聚酯片7。核心部件6按著機(jī)器人手部件4的形狀成型，而且具有長方形的橫剖面。作為初始的聚酯片準(zhǔn)備好了各種類型的聚酯片，其中的增強(qiáng)纖維類型不同，增強(qiáng)纖維相對于的填料樹脂的密度不同，或是增強(qiáng)纖維的定向也不同。需使用的聚酯片要根據(jù)機(jī)器人1的使用目的和機(jī)器人手部件4的使用場所來從眾多的數(shù)量中選擇，以便形成一種具有最優(yōu)抗撓剛度的碳化纖維復(fù)合材料。
如圖6A所示初始聚酯片7被切割成具有預(yù)定形狀的聚酯片7’和7”。聚酯片7’和7”是層壓在核心部件6外表面的各個(gè)分隔區(qū)域(也就是說，上表面、下表面，左邊表面，右邊表面)，然后所有初始從聚酯片7按著核心部件6各個(gè)分隔區(qū)域的大小切割。
接下來，如圖6B所示，聚酯片7’和7”被層壓在核心部件6的表面而粘結(jié)起來。聚酯片7 ’和7”還沒有被熱固，而且都有一定程度的粘連強(qiáng)度。因此，聚酯片7’和7”可以通過連續(xù)地層壓被粘附在一個(gè)已經(jīng)粘附有一層分隔薄膜的核心部件上。但是最好使用一個(gè)熨斗等手段加熱和按壓聚酯片7’和7”。而且，最好以下面的方式層壓聚酯片7’和7”，其中的增強(qiáng)纖維朝縱向和與縱向成90℃角的方向?qū)颉?br> 這樣，聚酯片7’和7”就被層壓后粘附在核心部件6的整個(gè)外表面上，形成了一個(gè)其核心部件6外表面上覆蓋著層壓聚酯片9的部件。
然后，如圖6C所示一種織物聚酯片7d在層壓聚酯片9的外表面纏繞一層或幾層。通過這樣一個(gè)覆蓋物，就可以防止在隨后的工藝中層壓聚酯片9的起毛變松或細(xì)微的裂開。另外，盡管在聚酯片7’和7”被按合的部分會(huì)產(chǎn)生一些毛刺或高低不平，也可以被覆蓋物覆蓋。因此，例如像液晶顯示器、等離子顯示面板、硅晶片的精細(xì)工件可以防止被劃傷。
然后，如圖6D所示，兩個(gè)外模10c和10d(兩個(gè)固定板10c，兩個(gè)厚度調(diào)節(jié)板10d插在兩個(gè)固定板之間)從四個(gè)方向被推向覆蓋有織物聚酯片7d的部件。這個(gè)例子中，固定板10c被推向覆蓋著織物聚酯片7d的層積聚酯片9的上下表面，而兩個(gè)厚度調(diào)節(jié)板10d被推向左右兩邊的表面。
此后，層壓聚酯片9被放入一個(gè)真空袋，在預(yù)定條件下加熱以便固化形成纖維增強(qiáng)塑料。這時(shí)，一個(gè)朝特定方向的外部壓力被施加到層壓聚酯片9上。例如，如果通過重力或類似手段在層壓聚酯片9的上面加壓力，以使固定板10c和兩個(gè)厚度調(diào)節(jié)板10d之間沒有空隙形成，則機(jī)器人手部件4的上表面的平直度得到改進(jìn)，而且該部件的尺寸大小(特別是厚度)可以非常精確的得到。另外，如果相對位置上的外模通過鉗子按所示箭頭方向A和B或C和D夾緊，則相鄰聚酯片7’和7”在其邊緣地方的連接性能被大大改進(jìn)。
下面，如圖6E所示，按上面所述的工藝將核心部件6從纖維增強(qiáng)塑料的部件1 1中取出。這樣就形成了有中空結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手部件4。
根據(jù)這個(gè)制造方法，因?yàn)楹诵牟考?有兩個(gè)功能，一個(gè)是在層壓聚酯片7作為基礎(chǔ)部件的功能，一個(gè)是在加熱?；瘷C(jī)器人手部件4的作為內(nèi)模，所以可以在形成纖維增強(qiáng)塑料面板(即層壓聚酯片7’和7”)的同時(shí)使機(jī)器人手部件4成型(即將相鄰壁部的層壓聚酯片7’和7”連接起來)。
因此，與以前的所述制造程序相對比工藝的數(shù)量減少了，以前的制造程序中一個(gè)皮膚層都是由通常的纖維增強(qiáng)塑料板形成，而該皮膚層與核心層結(jié)合在一起作為核心部件。尤其，形成纖維增強(qiáng)塑料面板的自然冷卻時(shí)間與形成機(jī)器人手部件的粘接時(shí)間結(jié)合在一起。這樣可以大大節(jié)省制造所需的時(shí)間。
還有，對于制造中空結(jié)構(gòu)機(jī)器人手部件的方法來說，可以得到將制得的與機(jī)器人手部件的壁表面相符合的四個(gè)表面的纖維增強(qiáng)塑料板在邊際處粘接在一起的方法。然而，該方法有一些缺點(diǎn)因?yàn)閷⑺膫€(gè)表面的纖維增強(qiáng)塑料板在它們的邊際處粘接需要復(fù)雜的操作，尺寸精確度被降低了，粘接部分的強(qiáng)度也可能被降低，而且因?yàn)橥ㄟ^利用聚脂片制得的纖維增強(qiáng)塑料板被結(jié)合在一起，增加了制造步驟。與之相反，就本實(shí)施例中的制造方法來說，因?yàn)榭梢酝ㄟ^將聚脂片7’、7”粘附在核心部件6上的一個(gè)相對簡單的操作來制造機(jī)器人手部件，所以可以在較短的維持時(shí)間內(nèi)制造出高尺寸精度的機(jī)器人手部件。此外，因?yàn)猷徑硬糠值木壑?’、7’的粘附在一起是與聚酯片7的熱固同時(shí)進(jìn)行的，接合部分的強(qiáng)度增加是可能的。
另外地，與上述第一種制造方法不同，當(dāng)聚脂片被纏繞在核心部件的外表面上時(shí)，角落不向外膨脹。因此，不需要使用符合機(jī)器人手部件外表面形狀的專用外模。特別是，由于外模通常較內(nèi)模為大且昂貴，因此個(gè)別地預(yù)備外?；蛘咛峁┓蠙C(jī)器人手部件形狀的外模的耗費(fèi)是大的。然而，根據(jù)本制造方法，僅需要一種通用的外模(例如，固定板10c和厚度調(diào)節(jié)板10d)。因此，抑制機(jī)器人手的設(shè)計(jì)修改費(fèi)用和提高設(shè)計(jì)自由度是可能的。這樣，快速制造出符合用戶需要的機(jī)器人手部件并縮短預(yù)期期限是可能的。
該制造方法與第一種制造方法是相同的，在這方面機(jī)器人手部件4可能有三角形、多邊形、圓形或半圓形的橫截面，織物聚脂片7d不是一定要纏繞在層壓聚脂片層積9的最外周，而粘附在核心部件6上的聚脂片7’，7”可能只是一個(gè)單層。
圖7說明一個(gè)本發(fā)明實(shí)施例2的機(jī)器人手部件14。該機(jī)器人手部件14是通過將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片7層壓在核心部件6的整個(gè)外表面上，然后加熱這樣形成的層壓聚脂片到預(yù)定溫度進(jìn)行熱固，以形成一個(gè)與核心部件6結(jié)合成一體的纖維增強(qiáng)塑料部件。
下面將描述機(jī)器人手部件14的第一種制造方法。該制造方法與圖3所示的實(shí)施例1中機(jī)器人手部件4的第一種制造方法相一致。圖3A中具有預(yù)定橫截面形狀的核心部件6，是利用一些在等于或低于預(yù)定溫度下加熱不會(huì)發(fā)生變形并對聚脂片具有優(yōu)異粘附性能的輕質(zhì)部件，如質(zhì)量輕于纖維增強(qiáng)塑料的合成樹脂制成的。輕質(zhì)部件是在等于或者低于將層壓聚脂片9加熱到預(yù)定溫度(對不同的樹脂，通常是從100℃到190℃)進(jìn)行熱固的過程中的溫度略高的溫度下加熱塑造后，纖維增強(qiáng)塑料上不會(huì)產(chǎn)生裂縫的材料制成的。例如，可以使用這些塑料材料，如環(huán)氧樹脂，苯酚樹脂，不飽和聚酯樹脂，聚酰亞胺樹脂，二馬來酰亞胺樹脂，聚亞安酯樹脂和泡沫材料制成?？梢酝ㄟ^利用噴射沙子或者砂紙摩擦使核心部件6的表面糙化，以增強(qiáng)其對聚脂片7的粘附。另外。需要時(shí)也可以使用粘合劑。
這制造方法與圖3A，3B和3C所示的方法是幾乎以同樣的方式進(jìn)行的。然而，如圖3D中所示的通過將核心部件6從纖維增強(qiáng)塑料件11中取出以獲得中空結(jié)構(gòu)的工序就沒有進(jìn)行。也就是說，這制造方法是將3C中所示的層壓聚脂片9加熱至預(yù)定的溫度并熱固以形成纖維增強(qiáng)塑料即宣告結(jié)束。在這例子中，同樣因?yàn)楹诵牟考?是由加熱等于或稍低于預(yù)定溫度不會(huì)變形的材料制成，因此，在圖3C所示的加熱過程中也不會(huì)太大變形。而是確切地保持其橫截面形狀。
這樣，就制得了實(shí)心結(jié)構(gòu)的帶有在纖維增強(qiáng)塑料中剩留的輕質(zhì)材料制成的核心部件6的機(jī)器人手部件14。接下來，通過切削加工制得支撐和傳送工件3的空氣吹或吸的通道、用來設(shè)置探測工件3是在原位還是被支撐的傳感器的電線的孔、以及裝配用的螺絲孔。采用本實(shí)施例中帶有核心部件6的實(shí)心結(jié)構(gòu)，同樣可以實(shí)現(xiàn)重量的降低和制造步驟數(shù)量的減少。
實(shí)心結(jié)構(gòu)的機(jī)器人部件14不需要取出核心部件6的步驟。從而，大大地縮短制造時(shí)間是可能的。進(jìn)一步地，因?yàn)橛奢p質(zhì)部件制得的核心部件6被留下，消除中空結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手部件和實(shí)心材料制成的機(jī)器人手部件間內(nèi)在的缺點(diǎn)是可能的。即，中空結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手部件有一些隨著時(shí)間的流逝會(huì)發(fā)生例如使用中中部凹陷的變形，或用新的替換舊的實(shí)心材料制成的機(jī)器人手部件時(shí)，必須對形成凹槽和孔的部分進(jìn)行修正設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。本實(shí)施例的實(shí)心結(jié)構(gòu)機(jī)器人手部件沒有這些缺點(diǎn)。此外，作為整體的機(jī)器人手部件的重量能被降到與實(shí)心材料制成的機(jī)器人手部件相同的重量。因此它既能防止由于自重引起的偏斜，也能防止由于負(fù)載引起的偏斜。
下面，將描述機(jī)器人手部件14的第二種制造方法。該制造方法與圖6所示的實(shí)施例1中機(jī)器人手部件4的第二種制造方法相一致。與第一種制造方法相同，對于核心部件6，應(yīng)使用具有對聚脂片的粘附性能優(yōu)異并且比纖維增強(qiáng)塑料質(zhì)量輕的輕質(zhì)材料。為了提高對對聚脂片的粘附性能，將核心部件表面糙化或者用黏合劑涂層是適宜的。
制造過程與圖6A，6B，6C和6D所示的制造過程幾乎是用同樣的方式進(jìn)行的。然而，圖6E所示的從纖維增強(qiáng)塑料部件11中移出核心部件6來形成中空結(jié)構(gòu)的過程沒有進(jìn)行。也就是，制造過程隨著如圖6D所示的加熱層壓聚脂片9到預(yù)定溫度進(jìn)行熱固從而獲得纖維增強(qiáng)塑料即告終止。
這樣，帶有用纖維增強(qiáng)塑料中遺留下的輕質(zhì)材料制成的核心部件6的實(shí)體結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手部件14就被制造出來了。
圖8闡明了實(shí)施例2中機(jī)器人手部件14的一個(gè)修改例。一個(gè)實(shí)心結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手部件14，其中每一個(gè)都會(huì)有增強(qiáng)纖維的聚脂片被層壓在一個(gè)核心部件的一部分外表面上，然后將層壓有聚酯片的該部件加熱到一個(gè)預(yù)定的溫度，以形成與核心部件相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料。
這一制造機(jī)器人手部件的方法與實(shí)施例2中制造機(jī)器人手部件14的方法相一致。該方法除了聚酯片7只是被層壓在圖6A和6B的核心部件6外表面上其中至少一個(gè)分開的區(qū)域上(即上表面6a和下表面6b)之外，幾乎與6A和6D所示的方法完全相同。這樣就制造出實(shí)心結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手部件14’，其中由輕質(zhì)材料制成的核心部件6為纖維增強(qiáng)塑料的夾持。
在這個(gè)機(jī)器人手部件14’中，需要保證核心部件6和最底下聚脂片7’之間的連接性能。然而，因?yàn)檫€未固化的聚脂片7由于熱固與核心部件結(jié)合在一起，連接性能有充分的保證。為了進(jìn)一步增強(qiáng)粘附性能，準(zhǔn)備層壓著聚脂片的核心部件6的表面(6a，6b)可以被糙化或者涂黏合劑。還有，在圖6D的方法中，進(jìn)一步的，作為外模的厚度調(diào)節(jié)板10d可以被省略。
根據(jù)這個(gè)機(jī)器人手部件14’，只使用了少量的聚脂片7，因此，材料成本大幅減少了。
圖9示出本發(fā)明實(shí)施例3中的機(jī)器人手部件。機(jī)器人手部件是用輕質(zhì)的纖維增強(qiáng)塑料制造的，具有優(yōu)異的平直度、抗撓剛度和耐熱性。纖維增強(qiáng)塑料是通過將聚脂片塑造成預(yù)定形狀，并加熱聚脂片到預(yù)定溫度來熱固得到的，聚脂片是通過將熱固樹脂注入增強(qiáng)纖維，如碳化纖維、玻璃纖維、芳香尼龍纖維或金剛砂纖維得到的。機(jī)器人手部件16至少有一個(gè)肋16B，在橫剖面相對兩長邊方向伸展，并在組成部件16A形成的空間中延伸，并沿部件16橫剖面相對的兩長邊橫向伸展。組成部件16A橫的截面呈中空矩形狀并縱向延伸。
依照該構(gòu)成，構(gòu)成機(jī)器人手部件16橫剖面的長邊通過肋16B彼此連接，由此長邊的長度可以大大地縮短以增加剛性。另外，長邊中部的凹進(jìn)也減少了以提高平直度，也就是，提高機(jī)器人手部件16的精密度。在這個(gè)例子中，因?yàn)榧词共辉黾訖C(jī)器人手部件16的厚度也可以獲得足夠的強(qiáng)度，那么防止由重量增加而引起的末端偏斜增加是可能的。
接下來，將參看圖10描述機(jī)器人手部件16的第一制造方法。
第一步(見圖10A)，核心部件6具有長方形橫剖面并在等于或小于預(yù)定溫度下加熱不變形，核心部件6設(shè)置在肋構(gòu)成部件17側(cè)表面的兩邊上與構(gòu)成部件17成為一個(gè)整體的具有長方形橫截面的復(fù)合構(gòu)造體18，肋構(gòu)成部件17具有一個(gè)長方形橫剖面并包含有一個(gè)增強(qiáng)部件。
象實(shí)施例1中所用的機(jī)器人手部件一樣，制造核心部件6的材料在等于或低于一個(gè)稍高于加熱熱固聚脂片預(yù)定溫度的溫度下加熱不會(huì)發(fā)生大的變形，并且在加熱和熱固后可以從纖維增強(qiáng)塑料中容易地取出。
制造肋組成部件17的材料含有增強(qiáng)纖維，如碳化纖維、玻璃纖維、芳香尼龍纖維或金剛砂纖維，該材料在熱固聚脂片時(shí)與聚脂片結(jié)合在一起。肋組成部件17最好被切成預(yù)定的大小，纖維增強(qiáng)塑料通過熱固聚酯片被形成板狀，增強(qiáng)纖維以相互不同的定向?qū)訅涸诰埘テ小?br> 第二步(見圖10B)，含有增強(qiáng)纖維的聚脂片7，以預(yù)定厚度(例如，1-7mm)層壓在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面。如圖11B所示，為了使聚脂片7能以預(yù)定厚度層積在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面(上表面、下表面、左表面、右表面)，聚脂片7制成與可粘附和層壓的表面的形狀吻合。還有如圖11B所示，聚脂片7可以纏繞或者層壓在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面上。本例中的粘附和纏繞適宜的方式是使增強(qiáng)纖維定向在不同方向。
另外，如圖11C和圖11D所示，由增強(qiáng)纖維的織品構(gòu)成的織物聚脂片7d，可以纏繞在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面以覆蓋復(fù)合構(gòu)造體18，該復(fù)合構(gòu)造體18上面已層壓有聚脂片7。
第三步(見圖10C)，具有預(yù)定形狀的外模10a和10b被推壓到復(fù)合構(gòu)造體18的外表面上，將復(fù)合構(gòu)造體18的外表面塑造到預(yù)定的大小。該復(fù)合構(gòu)造體18上面層壓有聚脂片7。外模10a和10b可以是兩個(gè)槽狀外模(見圖)，各具有U型的內(nèi)表面形狀，或者四個(gè)板狀外模(見圖6D)，相當(dāng)于聚酯片7的層壓模式(見圖11)。
第四步(未示出)，加熱塑好的復(fù)合構(gòu)造體18至預(yù)定溫度，以形成由肋構(gòu)成部件17與聚脂片7相結(jié)合而成的纖維增強(qiáng)塑料。
第五步(見圖10D)，從纖維增強(qiáng)塑料中取出核心部件6，以形成內(nèi)部有肋的機(jī)器人手部件。
如上所述的制造方法，機(jī)器人手部件是這樣制造出的，即將核心部件6設(shè)置在肋構(gòu)成部件17的兩側(cè)邊表面，構(gòu)成一個(gè)整體的具有長方形橫截面的復(fù)合構(gòu)造體18；聚脂片7以預(yù)定厚度層壓在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面，并利用外模10a和10b進(jìn)行塑造；加熱塑好的復(fù)合構(gòu)造體18至預(yù)定溫度，以形成由肋構(gòu)成部件17與聚脂片7相結(jié)合而成的纖維增強(qiáng)塑料；將核心部件6從中取出。因此，如果有多種不同尺寸的核心部件6和肋構(gòu)成部件17，就能很容易地通過任意結(jié)合這些部件而制造出內(nèi)部有肋的機(jī)器人手部件16。
同時(shí)，因?yàn)闄C(jī)器人手部件16內(nèi)部有肋，組成橫截面的長邊通過肋互相連接。從而，長邊的長度被大大地減短而強(qiáng)度被提高。因?yàn)闇p少了長邊中央的凹進(jìn)，改進(jìn)了平直度，即機(jī)器人手部件16的精確度就可能了。
內(nèi)部的室的數(shù)目(分隔數(shù))可以通過改變核心部件6及肋構(gòu)成部件17的數(shù)目來改變。在這種情況下，由肋構(gòu)成部件17分隔開的內(nèi)部空間，可以被用來設(shè)置一個(gè)吹吸空氣以支持和傳送工件的管子，也可以用來設(shè)置探測工件是否在原位還是被夾持的傳感器的電線。在先有技術(shù)的實(shí)心橫截面的機(jī)器人手中，空氣吸收通道及其同類物是由機(jī)械切削成型的。與之相反，本發(fā)明的實(shí)施例可以消除這機(jī)械切削成型的費(fèi)用。
圖12示出制造機(jī)器人手部件的第二種方法。
第一步(見圖12A)，含有增強(qiáng)纖維的聚脂片7以預(yù)定的厚度層壓在核心部件6的外表面，核心部件6具有長方形橫剖面并在等于或小于預(yù)定溫度下加熱不變形。在這時(shí)，象第一種方法一樣，將聚脂片7制成與可在其上粘附和層壓(也可以纏繞和層壓)的核心部件6的外表面(上表面、下表面、左表面、右表面)形狀相吻合。聚脂片的增強(qiáng)纖維被定向的方向，可以由與第一種制造方法中同樣的技術(shù)思想來確定。
第二步(見圖12B)，多個(gè)(實(shí)施例中是兩個(gè))上面層壓有聚脂片7的核心部件6的邊表面彼此相接，形成一個(gè)具有長方形橫截面的整體的復(fù)合構(gòu)造體18。
第三步(見圖12C)，含有增強(qiáng)纖維的聚脂片7以預(yù)定的厚度層壓在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面上?？椢锞壑?d可以纏繞在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面以覆蓋復(fù)合構(gòu)造體18，該復(fù)合構(gòu)造體18上面已層壓有聚脂片7。
第四步(見圖12D)，具有預(yù)定形狀的外模10a和10b被推壓復(fù)合構(gòu)造體18的外表面上，以便將復(fù)合構(gòu)造體18的外表面塑造成預(yù)定的大小。該復(fù)合構(gòu)造體18上面層壓有聚脂片7。外模10a和10b與第一種方法一樣，可選擇使用與聚脂片層壓模式相符合的那種外模。
第五步(未示出)，加熱塑好的復(fù)合構(gòu)造體18至預(yù)定溫度，以形成纖維增強(qiáng)塑料，在其中層壓在核心部件6上的聚脂片7與層壓在復(fù)合構(gòu)造體18上的聚脂片7相結(jié)合成一體。
第六步(見圖12E)，從纖維增強(qiáng)塑料中取出核心部件6，以形成內(nèi)部有肋的機(jī)器人手部件16。
如上所述的制造方法，機(jī)器人手部件16是這樣制造出的，聚脂片7以預(yù)定的厚度層壓在核心部件6的外表面上，核心部件6的側(cè)邊表面彼此相接，形成一個(gè)具有長方形橫截面的整體的復(fù)合構(gòu)造體18；聚脂片7以預(yù)定的厚度層壓在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面，并利用外模10a和10b塑造出復(fù)合構(gòu)造體18；塑好的復(fù)合構(gòu)造體18加熱，至預(yù)定溫度以形成內(nèi)部有層壓在核心部件6上的聚脂片7與層壓在復(fù)合構(gòu)造體18上的聚脂片7相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料；從中取出核心部件6。因此，如果需要制造多種不同尺寸的核心部件6，就能通過任意選擇出核心部件和確定其數(shù)量而制造出一定大小內(nèi)部有肋的機(jī)器人手部件16。這方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不再需要上面第一種方法中所需的肋構(gòu)成部件17。
圖13示出制造機(jī)器人手部件16的第三種方法。
第一步(見圖13A)，多個(gè)單元組成部件19的邊表面彼此相接而形成一個(gè)具有長方形橫截面的整體的復(fù)合構(gòu)造體18，每個(gè)單元組成部件19制成為具有中空長方形形狀的橫截面并含有一種增強(qiáng)纖維材料。每個(gè)單元組成部件19的制造是通過，例如，將板狀纖維增強(qiáng)塑料切割成具有預(yù)定尺寸的長方形形狀并用粘合劑粘合其末端表面完成的。單元組成部件19的制造還可以進(jìn)一步地通過利用上述實(shí)施例所用的技術(shù)完成，即，將聚脂片層壓在具有長方形橫截面并在等于或低于一個(gè)預(yù)定溫度下加熱不會(huì)發(fā)生變形的核心部件外表面上，接著加熱層壓有聚脂片的核心部件到預(yù)定溫度將其熱固。簡而言之，具有中空長方形形狀橫剖面的單元組成部件19可以用任何一種制造方法制得。
第二步(見圖13B)，每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片7，被粘附在與復(fù)合構(gòu)造體18相交的邊的邊表面上(圖中示出了本實(shí)施例中的上表面和下表面)上。織物聚脂片7d可以替代聚脂片7被粘附。
第三步(未示出)，將粘附有聚脂片7的復(fù)合構(gòu)造體18加熱到預(yù)定溫度，以形成內(nèi)部有單元組成部件19與聚脂片7相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料。這樣，就制得了內(nèi)部有肋的機(jī)器人手部件16。
如上所述的制造方法，機(jī)器人手部件16是這樣制造出的，多個(gè)具有中空長方形橫截面的單元組成部件19的邊表面彼此相接而形成一個(gè)具有長方形橫截面的整體的復(fù)合構(gòu)造體18；聚脂片7粘附在與單元組成部件19的相接邊相交的相同邊表面上；加熱粘附有聚脂片7的復(fù)合構(gòu)造體18，制成內(nèi)部有單元組成部件19與聚脂片7相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料。這樣，如果要制備有多種不同尺寸的單元組成部件19，就能通過任意結(jié)合這些部件而容易地制造出預(yù)定尺寸的內(nèi)部有肋的機(jī)器人手部件16。本例中，肋是由單元組成部件19的相接表面構(gòu)成的。
如圖13C所示，將聚脂片7粘附到復(fù)合構(gòu)造體18上的第二步，聚脂片7可以通過將其纏繞在復(fù)合構(gòu)造體18的外表面上來粘附。在這個(gè)例子中，由于聚脂片7粘附在由多個(gè)單元組成部件19構(gòu)成的復(fù)合構(gòu)造體18的整個(gè)外周邊，接觸部分外的節(jié)級是不太明顯的，機(jī)器人手部件16展示出良好的外觀以提高商業(yè)價(jià)值。另外，一塊織物聚脂片也可以纏繞在粘附有聚脂片7的復(fù)合構(gòu)造體18的外表面上以覆蓋復(fù)合構(gòu)造體18。
當(dāng)機(jī)器人手部件16如圖14所示是很長的時(shí)，它的遭受大彎曲力矩的底端可以制成為多層的以抑制由機(jī)器人手部件16末端的負(fù)載而引起的偏斜。在這個(gè)例子中，單元組合部件19在多層中彼此相互接觸以形成復(fù)合構(gòu)造體18，接著，將聚脂片7層壓在復(fù)合構(gòu)造體18的整個(gè)外表面上，接著對其進(jìn)行熱固。這個(gè)技術(shù)也可以應(yīng)用于上述的第二種制造方法。
下面描述的是本發(fā)明的實(shí)施例1與實(shí)施例2機(jī)器人手部件的例子和對比例。(1)比較例(實(shí)心的碳化纖維增強(qiáng)塑料部件的層壓)表1實(shí)心部件的層壓(碳化纖維增強(qiáng)塑料板，12mm厚)


這個(gè)涉及由實(shí)心碳化纖維增強(qiáng)塑料部件制成的機(jī)器人手部件的比較例，與相關(guān)聯(lián)的有關(guān)工藝一起進(jìn)行了描述，表1示出了制造中的數(shù)值。該比較例用了總共7層。也就是，用了其中碳化纖維定向在橫交縱向0度和90度方向的織物聚脂，聚脂-A中具有800GPa伸長彈性的樹脂碳化纖維，其定向在0度角方向，聚脂-B具有240GPa伸長彈性的PAN碳化纖維，其定向在90度角方向，織物聚脂層壓在最內(nèi)層和最外層，層壓成兩層的聚脂-A和層壓成三層的聚脂-B位于最內(nèi)層和最外層之間。最后形成的碳化纖維增強(qiáng)塑料板有12mm厚，由其自重引起的偏斜是1.6mm，重量是1.53kg。(2)例1(中空碳化纖維增強(qiáng)塑料結(jié)構(gòu)的層壓)表2中空結(jié)構(gòu)的層壓(正方形導(dǎo)管12mm厚，碳化纖維增強(qiáng)塑料板2.55mm厚)


例1涉及了利用如圖3所示的第一種制造方法制造出的如圖2所示的具有中空結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手部件4。表2示出了制造中的數(shù)值。該例用了6個(gè)層。也就是，用了其中碳化纖維定向在橫交縱向的0度和90度方向的織物聚脂，聚脂-A具有800GPa伸長彈性的瀝青碳化纖維，其定向在0度角方向，聚脂-B具有240GPa伸長彈性的聚丙烯腈碳化纖維，其定向在90度角方向，和一個(gè)鋁制的核心部件?？椢锞壑瑢訅涸谧鳛樽顑?nèi)層的的核心部件的外表面上，聚脂-A以兩層層壓，聚脂-B以兩層層壓在其上，另一個(gè)織物聚脂層壓成最外層。對聚脂層壓進(jìn)行熱固，接下來，將核心部件從中取出形成一個(gè)中空結(jié)構(gòu)。最后形成的碳化纖維增強(qiáng)塑料板的厚度是2.55mm，方形導(dǎo)管的厚度是12mm，由于其自重引起的偏斜是0.47mm，重量是0.75kg。機(jī)器人手部件中心部分的厚度是11.8mm，與末端厚度(12.0mm，12.1mm)相比有些輕微的凹進(jìn)。然而，對支撐和傳送工件是沒有問題的，而且也獲得了優(yōu)良的平直度。
與比較例相比，例1中的重量從1.53kg降到了0.75kg，由自重引起的偏斜從1.6mm降到0.47mm，從中可以理解，本發(fā)明的中空結(jié)構(gòu)機(jī)器人手部件是輕質(zhì)的，大程度地防止偏斜。同樣的效果從第二種制造方法制得的機(jī)器人手部件4中也可以得到。(3)例2(碳化纖維增強(qiáng)塑料實(shí)心結(jié)構(gòu)的層壓)表3實(shí)心結(jié)構(gòu)的層壓(正方形導(dǎo)管12mm厚，碳化纖維增強(qiáng)塑料板2.55mm厚，泡沫聚氨脂核心部件)

例2涉及了利用第一種方法制造出的如圖7所示的實(shí)心結(jié)構(gòu)機(jī)器人手部件14。表3示出了制造中涉及的數(shù)值。該例中共用了6個(gè)層，即，用了其中的內(nèi)部碳化纖維定向在橫交縱向0度和90度方向的織物聚脂，聚脂-A具有800GPa伸長彈性的瀝青碳化纖維，其定向在0度角方向，聚脂-B具有240GPa伸長彈性的聚丙烯腈碳化纖維，其定向在90度角方向，和由泡沫聚氨脂輕質(zhì)材料制成的核心部件?？椢锞壑瑢訅涸诤诵牟考耐獗砻孀鳛樽顑?nèi)層，聚脂-A以兩層層壓在其上，聚脂-B以兩層層壓在其上，和另一織物聚脂層壓成最外層。聚脂層壓與留在其中的核心部件一起進(jìn)行熱固。最后形成的碳化纖維增強(qiáng)塑料板厚度是2.55mm，方形導(dǎo)管厚度是12mm，由其自重引起的偏斜是057mm，和重量是1.06kg。機(jī)器人手部件末端和中部的厚度(12.0mm)是相同的。從中可以理解，該機(jī)器人手部件與例1的中空結(jié)構(gòu)機(jī)器人手部件相比具有優(yōu)越的平直度。
與比較例相比，例2中重量從1.53kg降到了1.06kg，由自重引起的偏斜從1.6mm降到0.57mm，從中可以看出，本發(fā)明的實(shí)心結(jié)構(gòu)機(jī)器人手部件與用碳化纖維增強(qiáng)塑料實(shí)心材料制成的機(jī)器人手部件相比也是輕質(zhì)的，和可以大程度地防止偏斜。從第二種制造方法制得的機(jī)器人手部件14中也可以得到同樣的效果。
2001年3月29日提交的日本專利申請書第2001-97478和2001-97489號，以及2001年4月13日提交的日本專利申請書第2001-115215號優(yōu)先權(quán)均已提出要求的全部內(nèi)容，通過引用結(jié)合在本文中。
權(quán)利要求
1.一種安裝于工業(yè)機(jī)器人手臂單元上的機(jī)器人手部件，橫截面有一預(yù)定形狀，并沿縱向伸展，其特征在于，其中每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片被層壓在核心部件的外表面上，所述層壓的聚脂片被加熱到預(yù)定溫度進(jìn)行熱固，以形成纖維增強(qiáng)塑料，接著，將核心部件從纖維增強(qiáng)塑料中取出。
2.一種制造安裝在一個(gè)工業(yè)機(jī)器人的臂元件上的機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片纏繞在橫截面具有預(yù)定形狀并由加熱到等于或低于預(yù)定溫度不會(huì)變形的材料制成的核心部件外表面上；將具有預(yù)定內(nèi)表面形狀的外模推壓到所述纏繞的聚脂片的外表面上，以將所述纏繞聚脂片的外表面形狀塑造成預(yù)定的尺寸；將所述被模塑的聚脂片加熱到預(yù)定的溫度，使加熱的聚脂片熱固，以制成纖維增強(qiáng)塑料；和將核心部件從所述纖維增強(qiáng)塑料中取出，形成一個(gè)中空結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片纏繞在核心部件外表面上的步驟是將聚脂片纏繞成多層。
4.如權(quán)利要求3所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片纏繞成多層的步驟包括一個(gè)以下述方式層壓聚脂片的步驟，即其中的增強(qiáng)纖維沿縱向和與縱向幾乎直交的方向被定向在彼此不同的方向。
5.如權(quán)利要求2所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于其進(jìn)一步地包括一個(gè)將一個(gè)織物聚脂片纏繞在纏繞的聚脂片的最外層上的步驟。
6.一種制造安裝在一種工業(yè)機(jī)器人的臂元件上機(jī)器人手部件的制造方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將橫截面具有預(yù)定形狀的并且加熱到等于或低于預(yù)定溫度不會(huì)變形的核心部件的外表面分成幾個(gè)區(qū)域，將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片粘附到所述的每個(gè)分成的區(qū)域上；加熱粘附有聚脂片的核心部件到預(yù)定溫度，熱固該部件以形成纖維增強(qiáng)塑料；和將核心部件從所述纖維增強(qiáng)塑料中取出，形成一個(gè)中空結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將核心部件的外表面分成幾個(gè)區(qū)域和粘附聚脂片的步驟是將聚脂片粘附成多層。
8.如權(quán)利要求7所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片粘附成多層的步驟包括一個(gè)以下述方式層壓聚脂片的步驟，即其中的增強(qiáng)纖維沿縱向和與縱向幾乎直交的方向被定向在彼此不同的方向。
9.如權(quán)利要求6所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于其進(jìn)一步地包括一個(gè)將織物聚脂片纏繞在粘附的聚脂片的最外層上以覆蓋所述粘附有聚脂片的部件的步驟。
10.安裝于工業(yè)機(jī)器人手臂單元的機(jī)器人手部件，其橫截面有一預(yù)定形狀，并沿縱向伸展，其特征在于，其中每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片層壓在核心部件的外表面的全部或一部分上，將層壓有聚脂片的核心部件加熱到預(yù)定溫度進(jìn)行熱固，以形成與核心部件相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料。
11.一種制造安裝在一種工業(yè)機(jī)器人的臂元件上的機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片纏繞在橫截面具有預(yù)定形狀并由加熱到等于或低于預(yù)定溫度不會(huì)變形的材料制成的核心部件外表面上；將具有預(yù)定內(nèi)表面形狀的外模推壓所述纏繞的聚脂片的外表面上，以將所述纏繞的聚脂片的外表面形狀塑造成預(yù)定的尺寸；將所述被模塑造的聚脂片加熱到預(yù)定的溫度，使加熱的聚脂片熱固，以制成與核心部件相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料；
12.如權(quán)利要求11所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片纏繞在核心部件外表面上的步驟是將聚脂片纏繞成多層。
13.如權(quán)利要求12所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片纏繞成多層的步驟包括一個(gè)以下述方式層壓聚脂片的步驟，即其中的增強(qiáng)纖維沿縱向和與縱向幾乎直交的方向被定向在彼此不同的方向。
14.如權(quán)利要求11所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于其進(jìn)一步地包括一個(gè)將一個(gè)織物聚脂片纏繞在纏繞的聚脂片的最外層上的步驟。
15.一種制造安裝在一種工業(yè)機(jī)器人的臂元件上的機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將橫截面具有預(yù)定形狀的并且加熱到等于或低于預(yù)定溫度不會(huì)變形的核心部件的外表面分成幾個(gè)區(qū)域，將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片粘附到至少一個(gè)所述分成的區(qū)域上；和加熱粘附有聚脂片的核心部件到預(yù)定溫度，熱固該部件以形成纖維增強(qiáng)塑料。
16.如權(quán)利要求15所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將核心部件的外表面分成幾個(gè)區(qū)域和粘附聚脂片到至少一個(gè)所述分成的區(qū)域上的步驟是將聚脂片粘附成多層。
17.如權(quán)利要求16所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片粘附成多層的步驟包括一個(gè)以下述方式層壓聚脂片的步驟，其中的增強(qiáng)纖維沿縱向和與縱向幾乎直交的方向被定向在彼此不同的方向。
18.如權(quán)利要求15所述的一種制造機(jī)器人手部件的制造方法，其特征在于其進(jìn)一步地包括一個(gè)將織物聚脂片纏繞在粘附的聚脂片的最外層上以覆蓋所述粘附有聚脂片的部件的步驟。
19.一種制造安裝在一種工業(yè)機(jī)器人的臂元件上的機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將橫截面具有預(yù)定形狀的并且加熱到等于或低于預(yù)定溫度不會(huì)變形的核心部件的外表面分成幾個(gè)區(qū)域，將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片粘附到至少一個(gè)所述分成的區(qū)域上；和加熱粘附有聚脂片的核心部件到預(yù)定溫度，熱固該部件以形成纖維增強(qiáng)塑料。
20.如權(quán)利要求19所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將核心部件的外表面分成幾個(gè)區(qū)域和粘附聚脂片的步驟是將聚脂片粘附成多層。
21.如權(quán)利要求20所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片粘附成多層的步驟包括一個(gè)以下述方式層壓聚脂片的步驟，即其中的增強(qiáng)纖維沿縱向和與縱向幾乎直交的方向被定向在彼此不同的方向。
22.如權(quán)利要求19所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于其進(jìn)一步地包括一個(gè)將織物聚脂片纏繞在粘附的聚脂片的最外層上以覆蓋所述粘附有聚脂片的部件的步驟。
23.一種安裝于工業(yè)機(jī)器人手臂單元上的由纖維增強(qiáng)塑料制成的機(jī)器人手部件，其特征在于，所述機(jī)器人手部件被制成具有中空長方形橫剖面，并配制有至少一個(gè)在縱向伸展的組成部件內(nèi)部空間中的橫過在橫剖面的相對的兩長邊并沿內(nèi)部空間縱向延伸的肋。
24.一種制造安裝在一個(gè)工業(yè)機(jī)器人的臂元件上的機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將具有長方形橫剖面并在等于或小于預(yù)定溫度下加熱不會(huì)變形的核心部件設(shè)置在具有長方形橫剖面并含有增強(qiáng)纖維的肋組成部件的兩邊表面，以構(gòu)成一個(gè)整體的具有長方形橫截面的復(fù)合構(gòu)造體；將含有增強(qiáng)纖維的聚脂片以預(yù)定的厚度層壓在所述復(fù)合構(gòu)造體的外表面上；加熱層壓有聚脂片的復(fù)合構(gòu)造體到預(yù)定溫度以制成其中所述肋組成部件和聚脂片相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料；和將核心部件從纖維增強(qiáng)塑料中取出。
25.如權(quán)利要求24所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片以預(yù)定的厚度層壓的步驟是將制成的與復(fù)合構(gòu)造體表面形狀或核心部件表面形狀相符合的聚脂片粘附層壓到復(fù)合構(gòu)造體表面或核心部件表面上。
26.如權(quán)利要求24所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片以預(yù)定的厚度層壓的步驟是將聚脂片纏繞層壓到復(fù)合構(gòu)造體外表面或核心部件外表面上。
27.如權(quán)利要求24所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片以預(yù)定的厚度層壓的步驟包括一個(gè)以以下方式進(jìn)行的步驟，即其中的增強(qiáng)纖維沿縱向和與縱向幾乎直交的方向被定向在彼此不同的方向。
28.如權(quán)利要求24所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)將織物聚脂片纏繞在層壓有聚脂片的復(fù)合構(gòu)造體的外表面上以覆蓋所述復(fù)合構(gòu)造體。
29.一種制造安裝在一種工業(yè)機(jī)器人的臂元件上的機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片以一定的厚度層壓在橫截面具有預(yù)定形狀并由加熱到等于或低于預(yù)定溫度不會(huì)變形的核心部件外表面上；使多個(gè)層壓有聚脂片的核心部件各自在它們的邊表面上彼此相接觸，以形成一個(gè)整體的帶有長方形橫截面的復(fù)合構(gòu)造體；將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片以一定的厚度層壓在所述復(fù)合構(gòu)造體的外表面上；將層壓有聚脂片的復(fù)合構(gòu)造體加熱到預(yù)定溫度，以形成其中層壓在所述核心部件上的聚脂片和層壓在所述復(fù)合構(gòu)造體上的聚脂片相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料；和將所述核心部件從所述纖維增強(qiáng)塑料中取出。
30.如權(quán)利要求29所述的一種機(jī)器人手部件的制造方法，其特征在于，所述將聚脂片在預(yù)定厚度下層壓的步驟是將制成的與復(fù)合構(gòu)造體表面形狀或核心部件表面形狀相符合的聚脂片粘附層壓到復(fù)合構(gòu)造體表面或核心部件表面上。
31.如權(quán)利要求29所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片以預(yù)定的厚度層壓的步驟是將聚脂片纏繞層壓到復(fù)合構(gòu)造體外表面或核心部件外表面上。
32.如權(quán)利要求29所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片以預(yù)定的厚度層壓的步驟包括一個(gè)以以下方式進(jìn)行的步驟，即其中的增強(qiáng)纖維沿縱向和與縱向幾乎直交的方向被定向在彼此不同的方向。
33.如權(quán)利要求29所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)將織物聚脂片纏繞在層壓聚脂片的復(fù)合構(gòu)造體的外表面上以覆蓋所述復(fù)合構(gòu)造體。
34.一種制造安裝在一種工業(yè)機(jī)器人的臂元件上的機(jī)器人手部件的方法，包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟使多個(gè)帶有中空長方形形狀橫剖面并含有增強(qiáng)纖維的單元組合部件各自在它們的邊表面上彼此相接觸，以形成一個(gè)整體的帶有長方形橫截面的復(fù)合構(gòu)造體；將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚脂片粘附到與所述復(fù)合構(gòu)造體相接觸的表面交叉的同一側(cè)的邊表面上；和將粘附有聚脂片的復(fù)合構(gòu)造體加熱到預(yù)定溫度，以形成其中所述單元組合部件與聚脂片相結(jié)合的纖維增強(qiáng)塑料。
35.如權(quán)利要求34所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將粘附聚脂片的步驟是將聚脂片纏繞粘附在所述復(fù)合構(gòu)造體的外表面上。
36.如權(quán)利要求34所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將粘附聚脂片的步驟是將聚脂片粘附成多層。
37.如權(quán)利要求34所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于，其中所述將聚脂片粘附成多層的步驟包括一個(gè)以下述方式層壓聚脂片的步驟，即其中的增強(qiáng)纖維沿縱向和與縱向幾乎直交的方向被定向在彼此不同的方向。
38.如權(quán)利要求34所述的一種制造機(jī)器人手部件的方法，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)將織物聚脂片纏繞在粘附有聚脂片的所述復(fù)合構(gòu)造體的外表面上以覆蓋所述復(fù)合構(gòu)造體。
全文摘要
一種安裝在工業(yè)機(jī)器人手臂單元上的機(jī)器人手部件及其制造方法,其中包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟,一個(gè)將每個(gè)都含有增強(qiáng)纖維的聚酯片層壓在具有預(yù)定形狀橫截面的核心部件外表面上的步驟,一個(gè)將層壓的聚酯片加熱到一個(gè)預(yù)定溫度進(jìn)行熱固制成纖維增強(qiáng)塑料的步驟,和一個(gè)將核心部件從所述纖維增強(qiáng)塑料中取出從而得到中空結(jié)構(gòu)的步驟。
文檔編號B29C70/34GK1378901SQ0210858
公開日2002年11月13日 申請日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月29日
發(fā)明者小林孝至, 青柳健一, 內(nèi)田大介 申請人:日石三菱株式會(huì)社