隨著工業生產智能化的要求,工業機器人正逐步從單元化向復雜的多功能發展。作為傳遞動力和信號的載體,工業機器人用線纜同時也需滿足更高的性能要求,需具有更高的耐彎曲性、耐扭轉性、耐移動性及耐磨性。
本文在綜合分析大量文獻資料的基礎上,對機器人線纜的定義、行業標準、基本結構和性能要求等進行了深入的探討,以供線纜企業參考。
機器人線纜的分類
1.機器人動力線纜:為機器人提供動力,一般為固定敷設;
2.控制器到示教器線纜:為柔性線纜,對抗拉強度有要求;
3.控制主機到本體連接線纜:包括動力線、I/O線、信號線等,固定或移動敷設;
4. 機器人本體線纜:包括動力線、I/O線、信號線等,對彎曲性能有很高的要求。
5. 機器人信號線纜:為機器人提供信號指令,具有信號傳輸能力強、時間短并且非常準確等特點,保證機器人穩定工作。
機器人線纜設計的基本結構
1.導體結構
推薦采用具有柔韌性的6類特軟級導體。一般來說導體越細,電纜的柔韌性越好,但導體過細,會產生電纜纏繞現象。一系列長期的實驗提供了單根導線的最佳直徑,長度和節向的屏蔽組合,它有最佳的抗拉能力。
2.芯線絕緣
機器人線纜絕緣材料不能彼此粘連,而且絕緣層還需要支撐每股單股的導線,絕緣材料通常有聚氯乙烯(PVC)、熱塑性彈性體(TPE)、熱塑性聚酯彈性體(TPE-E)、聚氟乙烯(ETFE)、聚氨酯(PUR)等。
3.抗拉元件
根據線芯數量,線纜的中心以及每根芯線交叉區域的空間里應填充抗拉元件,如錦綸纖維、芳綸繩、鋼絲加強芯等。
4.絞線結構
成纜的節徑比要比較小,節徑比小的導線,絞合較緊,結構較穩定,導線柔軟、彎曲性更好,一般設計為10~12倍。
5.內護套
有屏蔽的電纜可選擇在屏蔽前加一層內護套,可減少絕緣和屏蔽之間的摩擦,保護絕緣芯線不被損壞。應采用擠壓成型的內護套,以保證絞線結構不會散亂。
6.屏蔽編織層
用優化的屏蔽結構將屏蔽層緊緊地編織在內護套外,屏蔽層需具備優異的抗扭能力,避免因斷裂造成電磁兼容性(EMC)失效,編織網屏蔽并不能提供100%的覆蓋率,因為他們在導線表面的覆蓋總會有些細小的縫隙,根據編織的緊密程度,編織網通常能夠提供75%--95%的覆蓋率。