現(xiàn)如今，沒有工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)配置是不可想象的，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域范圍也在持續(xù)的增加。但由于自動化工廠期望的是永久穩(wěn)定的多軸運(yùn)動，因此驅(qū)動機(jī)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(gè)特殊的挑戰(zhàn)。
根據(jù)工業(yè)行情預(yù)測，今年的工業(yè)機(jī)器人售出數(shù)量將超過250,000臺。這對于機(jī)器人廠家來說是一個(gè)巨大的全球市場。為了保證機(jī)器人的數(shù)據(jù)和動能供應(yīng)沒有任何中斷，監(jiān)控其中需要持續(xù)進(jìn)行3D運(yùn)動的電纜是很有必要的。應(yīng)用于機(jī)器人的電纜需要承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，因此其結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝與應(yīng)用于直線往復(fù)運(yùn)動的電纜完全不同。后者要求盡可能的設(shè)計(jì)緊湊，屏蔽編織緊密，外護(hù)套高壓擠壓成型，如此“堅(jiān)固”的結(jié)構(gòu)可以保證電纜在拖鏈內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn)行。正相反，機(jī)器人電纜需要“應(yīng)力補(bǔ)償”元件，較為松散的編織結(jié)構(gòu)，不同的可滑動模塊和特殊的屏蔽設(shè)計(jì)，這些都是為了確保電纜可以在幾百萬次包含扭轉(zhuǎn)的運(yùn)行中功能穩(wěn)定。這是因?yàn)橛糜跈C(jī)器人技術(shù)的電纜必須在其運(yùn)行過程中進(jìn)行完全且重復(fù)的角度變換。例如，絞合結(jié)構(gòu)的節(jié)距需要隨著扭轉(zhuǎn)角度的變化而改變。電纜專家igus為持續(xù)變換扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的特殊應(yīng)用所設(shè)計(jì)的電纜采用上述特別結(jié)構(gòu)，如在芯線絞合結(jié)構(gòu)之間添加滑動元件和可以吸收扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的材料，以此抵消芯線在扭轉(zhuǎn)過程中承受的力。同時(shí)，這類扭轉(zhuǎn)應(yīng)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(nèi)外都增加了可以扭轉(zhuǎn)的元件，這些元件可以保證屏蔽層能夠在芯線絞合結(jié)構(gòu)及外護(hù)套之間自由的相對移動。當(dāng)然，屏蔽層本身也經(jīng)過特殊編織角度設(shè)計(jì)，尤其是一些型號的屏蔽層為沿著扭轉(zhuǎn)方向順絞而成。這些“柔軟”的結(jié)構(gòu)使整根電纜有必要的自由運(yùn)動能力，減少拉伸和壓縮時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，并預(yù)防因?qū)w的非預(yù)期斷裂而導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)。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(zhuǎn)應(yīng)用，扭轉(zhuǎn)角度達(dá)到±180°/1m，并且igus可以對其提供最高36個(gè)月或1000萬次雙循環(huán)的質(zhì)保承諾，以先到達(dá)的為準(zhǔn)。
最適宜的機(jī)器人電纜及三維拖鏈
基于50年在此領(lǐng)域的大量經(jīng)驗(yàn)，我們所采用的電纜外護(hù)套材料與triflex R機(jī)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(gè)腔的全封閉三維機(jī)器人拖鏈：這三個(gè)腔都可以獨(dú)立打開和關(guān)閉。供能軟管可以裝填在任意的一個(gè)腔體內(nèi)，即可最大程度得確保軟管不發(fā)生破損，則無論機(jī)器人軸運(yùn)行到什么位置，整套動力供應(yīng)都能保持穩(wěn)定。而三維拖鏈中的機(jī)器人電纜和軟管能夠安全穩(wěn)定運(yùn)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?jīng)]有達(dá)到所需值，將產(chǎn)生成本密集型故障及停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。igus triflex R的技術(shù)設(shè)計(jì)理念就是為了確保無論機(jī)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(guī)定的最小值上，其包裹環(huán)繞式的結(jié)構(gòu)可以在運(yùn)行彎曲半徑小于最小值時(shí)停止更多的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動。并且，模塊化設(shè)計(jì)的igus triflex R拖鏈?zhǔn)姑抗?jié)拖鏈鏈節(jié)的扭轉(zhuǎn)角度限定在±10°以內(nèi)。這些優(yōu)勢使得拖鏈內(nèi)部的電纜在扭轉(zhuǎn)過程受到的扭轉(zhuǎn)力可以均勻地分布在整根電纜上，而不像其他管線包系統(tǒng)一樣，僅僅只作用在一小塊去應(yīng)力組件部分。triflex R機(jī)器人供能系統(tǒng)定義的最小彎曲半徑保障了機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性，尤其是在有軟管的應(yīng)用和流動鉆應(yīng)用上。這是因?yàn)橐坏┸浌馨l(fā)生任何扭結(jié)，就會中斷對工具上螺絲的動力供應(yīng)，從而導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備停止運(yùn)行。
不斷測試帶來了可預(yù)期的穩(wěn)定性，同時(shí)減少成本
igus已經(jīng)在高柔性運(yùn)動電纜領(lǐng)域鉆研了超過25年，“chainflex” 高柔性電纜系列在自動化及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域?qū)覍医⑿碌臉?biāo)桿，現(xiàn)已是業(yè)內(nèi)知名的高柔性電纜供應(yīng)商，產(chǎn)品可用于各類運(yùn)動場合，包括持續(xù)運(yùn)行的拖鏈系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力場合等等。igus在德國科隆擁有一個(gè)2750m² 的超大測試實(shí)驗(yàn)室，專供拖鏈電纜測試。在實(shí)驗(yàn)室中，我們對CFROBOT系列電纜進(jìn)行了數(shù)百萬次的測試，在不同的測試設(shè)備上持續(xù)監(jiān)測芯線電阻值，監(jiān)控電纜情況。測試中最大的挑戰(zhàn)毫無疑問就是模擬每一種可能包含扭轉(zhuǎn)的應(yīng)用，以確定電纜在各類運(yùn)動條件下的表現(xiàn)。電纜在直線運(yùn)動的拖鏈中的使用壽命相對來說更能預(yù)測，因?yàn)榇蟛糠值倪\(yùn)行工況和參數(shù)是已知固定的，但機(jī)器人應(yīng)用卻復(fù)雜得多，尤其是機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行過程通常無法完全與初期計(jì)劃設(shè)計(jì)相匹配。因此對于電纜供應(yīng)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(jié)果都保存在igus的數(shù)據(jù)庫中。這些資料加上我們長達(dá)數(shù)十年的工程塑料領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)，讓我們能夠?yàn)閏hainflex 高柔性電纜提供36個(gè)月的質(zhì)保承諾，這將使機(jī)械工程設(shè)計(jì)變得可精準(zhǔn)預(yù)測。如果CFROBOT機(jī)器人電纜在樣本冊參數(shù)的條件下運(yùn)行，卻發(fā)生了故障，我們會立刻免費(fèi)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(shí)發(fā)貨。CFROBOT系列電纜的最大優(yōu)勢是，該系列是針對機(jī)器人扭轉(zhuǎn)應(yīng)用而開發(fā)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(xiàn)有的chainflex高柔性電纜中選擇適合自己設(shè)備的產(chǎn)品。
圖片：
FAT1315-1
igus chainflex 高柔性機(jī)器人電纜CFROBOT8.052 是第一款經(jīng)測試可用于扭轉(zhuǎn)運(yùn)動的CAT7總線電纜。（來源：igus GmbH）
FAT1315-2
在2,750 平米的igus測試實(shí)驗(yàn)室，電纜每年經(jīng)受超過2億次循環(huán)測試?；谶@些廣泛的測試，igus可以為所有chainflex高柔性電纜提供36個(gè)月質(zhì)保承諾，以此給用戶帶來高可靠性。（來源：igus GmbH）
FAT1315-3
基于50多年的各領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，電纜的外護(hù)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）
