机器人电缆指应用于机器人手臂内部的柔性电缆。这种电缆需承受多关节机械手或多自由度机器装置在三维空间中的扭转、弯曲和高强度运动。由于机器人需要满足各种复杂环境下的使用,因此对机器人本体电缆的耐受持续扭转、弯曲机械应力和环境适应性提出了较高要求。
机器人电缆的基本结构组成
1、导体结构:导体通常采用铜或铝材料,具有良好的导电性和柔韧性,以确保电流的高导电性与传输性能。导体的选择需要考虑其柔软性、抗拉能力和柔韧性,以避免缠绕现象。
2、芯线绝缘:绝缘层采用高性能的绝缘材料,如PVC、TPE、PE、PTFE等,以防止短路和电击风险,同时确保电缆的耐热性和耐寒性。绝缘材料需要高压成型,以保证其不粘滞且支撑单股导线的可靠性。
3、抗拉元件:在电缆中心填充真空气隙,保护绞线结构,防止绞线游离到中心区域,确保电缆的抗拉强度。
4、绞线结构:绞线结构需按运动状态设计,采用成束胶合方式,从12根芯线开始,按照绞合节距绕在抗拉中心周围,以保证绞线结构的稳定性和可靠性。
5、内护套:内护套采用甲胄式挤压成型,防止绞线结构散乱,确保电缆的机械强度和柔韧性。
6、屏蔽编织层:屏蔽层采用铜丝编织或铝箔层,以减少电磁干扰,确保信号的稳定性,避免外部干扰对机器操作的影响。
7、外护套:外护套采用耐磨、耐油、耐酸碱的材料,如PVC、硅橡胶等,提供物理保护,防止电缆免受物理损伤和化学腐蚀。
实施标准
1、机器人电缆必须具有高柔度和良好的抗弯性能。此外,它还具有更好的防水、耐寒和耐高温特性。
2、为了增加机器人电缆的柔性和机械强度,通常需要增加辅助特征。例如,按照传统电缆来缩短绞合距离是不可行的。
3、机器人电缆必须松散地并排数设在机器人电缆中,尽可能分开布置,用垫片隔开或宇入中性支架的分离腔中。拖链中缆绳之间的间隙至少应为缆绳直径的10%。
4、机器人电缆中的绝缘材料不应相互粘附,绝缘层也应支撑每根单芯导线。因此,其可靠性只能通过高压成型的PVC或TPE材料在数百万米长的机器人电缆中的应用来证明。