現如今,沒有工業機器人的生產配置是不可想象的,機器人的應用領域范圍也在持續的增加。但由于自動化工廠期望的是永久穩定的多軸運動,因此驅動機器人的電纜將面臨極大的壓力。這對于電纜和連接器廠商是一個特殊的挑戰。

根據工業行情預測,今年的工業機器人售出數量將超過250,000臺。這對于機器人廠家來說是一個巨大的全球市場。為了保證機器人的數據和動能供應沒有任何中斷,監控其中需要持續進行3D運動的電纜是很有必要的。應用于機器人的電纜需要承受扭轉應力,因此其結構和生產工藝與應用于直線往復運動的電纜完全不同。后者要求盡可能的設計緊湊,屏蔽編織緊密,外護套高壓擠壓成型,如此“堅固”的結構可以保證電纜在拖鏈內的穩定運行。正相反,機器人電纜需要“應力補償”元件,較為松散的編織結構,不同的可滑動模塊和特殊的屏蔽設計,這些都是為了確保電纜可以在幾百萬次包含扭轉的運行中功能穩定。這是因為用于機器人技術的電纜必須在其運行過程中進行完全且重復的角度變換。例如,絞合結構的節距需要隨著扭轉角度的變化而改變。電纜專家igus為持續變換扭轉應力的特殊應用所設計的電纜采用上述特別結構,如在芯線絞合結構之間添加滑動元件和可以吸收扭轉應力的材料,以此抵消芯線在扭轉過程中承受的力。同時,這類扭轉應用對電纜的屏蔽層也有極高的要求。為了確保作用于屏蔽層上的力不會太大,我們在屏蔽層內外都增加了可以扭轉的元件,這些元件可以保證屏蔽層能夠在芯線絞合結構及外護套之間自由的相對移動。當然,屏蔽層本身也經過特殊編織角度設計,尤其是一些型號的屏蔽層為沿著扭轉方向順絞而成。這些“柔軟”的結構使整根電纜有必要的自由運動能力,減少拉伸和壓縮時產生的應力,并預防因導體的非預期斷裂而導致的設備停機。Chainflex高柔性電纜家族“CFROBOT”由此誕生,這一系列的電纜可以用于扭轉應用,扭轉角度達到±180°/1m,并且igus可以對其提供最高36個月或1000萬次雙循環的質保承諾,以先到達的為準。

 


最適宜的機器人電纜及三維拖鏈
基于50年在此領域的大量經驗,我們所采用的電纜外護套材料與triflex R機器人拖鏈高度匹配,因此可以將磨損減少至最低。Triflex R 中的TRCF系列是一款帶三個腔的全封閉三維機器人拖鏈:這三個腔都可以獨立打開和關閉。供能軟管可以裝填在任意的一個腔體內,即可最大程度得確保軟管不發生破損,則無論機器人軸運行到什么位置,整套動力供應都能保持穩定。而三維拖鏈中的機器人電纜和軟管能夠安全穩定運行的主要條件就是符合要求的最小彎曲半徑。如果彎曲半徑沒有達到所需值,將產生成本密集型故障及停產的風險。igus triflex R的技術設計理念就是為了確保無論機器人工作到什么位置上,triflex R三維拖鏈的彎曲半徑一直保持在規定的最小值上,其包裹環繞式的結構可以在運行彎曲半徑小于最小值時停止更多的扭轉運動。并且,模塊化設計的igus triflex R拖鏈使每節拖鏈鏈節的扭轉角度限定在±10°以內。這些優勢使得拖鏈內部的電纜在扭轉過程受到的扭轉力可以均勻地分布在整根電纜上,而不像其他管線包系統一樣,僅僅只作用在一小塊去應力組件部分。triflex R機器人供能系統定義的最小彎曲半徑保障了機器人運行的穩定性,尤其是在有軟管的應用和流動鉆應用上。這是因為一旦軟管發生任何扭結,就會中斷對工具上螺絲的動力供應,從而導致整個設備停止運行。

 

不斷測試帶來了可預期的穩定性,同時減少成本
igus已經在高柔性運動電纜領域鉆研了超過25年,“chainflex” 高柔性電纜系列在自動化及機器人技術領域屢屢建立新的標桿,現已是業內知名的高柔性電纜供應商,產品可用于各類運動場合,包括持續運行的拖鏈系統和扭轉應力場合等等。igus在德國科隆擁有一個2750m² 的超大測試實驗室,專供拖鏈電纜測試。在實驗室中,我們對CFROBOT系列電纜進行了數百萬次的測試,在不同的測試設備上持續監測芯線電阻值,監控電纜情況。測試中最大的挑戰毫無疑問就是模擬每一種可能包含扭轉的應用,以確定電纜在各類運動條件下的表現。電纜在直線運動的拖鏈中的使用壽命相對來說更能預測,因為大部分的運行工況和參數是已知固定的,但機器人應用卻復雜得多,尤其是機器人實際運行過程通常無法完全與初期計劃設計相匹配。因此對于電纜供應商來說,不斷地測試、測試、再測試是極其重要的,所有的測試結果都保存在igus的數據庫中。這些資料加上我們長達數十年的工程塑料領域經驗,讓我們能夠為chainflex 高柔性電纜提供36個月的質保承諾,這將使機械工程設計變得可精準預測。如果CFROBOT機器人電纜在樣本冊參數的條件下運行,卻發生了故障,我們會立刻免費更換一根新的電纜給用戶。另外,用戶可以按需訂購不同長度的電纜,一米起訂,24小時發貨。CFROBOT系列電纜的最大優勢是,該系列是針對機器人扭轉應用而開發的,包括100多種型號常備庫存,用戶無需再受制于昂貴且貨期很長的特制電纜,而是可以在現有的chainflex高柔性電纜中選擇適合自己設備的產品。

 

圖片:

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igus chainflex 高柔性機器人電纜CFROBOT8.052 是第一款經測試可用于扭轉運動的CAT7總線電纜。(來源:igus GmbH)

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在2,750 平米的igus測試實驗室,電纜每年經受超過2億次循環測試。基于這些廣泛的測試,igus可以為所有chainflex高柔性電纜提供36個月質保承諾,以此給用戶帶來高可靠性。(來源:igus GmbH)

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基于50多年的各領域實際應用經驗,電纜的外護套材料與triflex R 三維拖鏈之間的磨損已被降至最小。(來源:igus GmbH)
 


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