由于彎曲、扭轉(zhuǎn)對(duì)電纜造成的機(jī)械損傷是不可避免的，高柔性電纜的設(shè)計(jì)與制造在針對(duì)拖鏈彎曲、機(jī)器人扭轉(zhuǎn)應(yīng)用時(shí)，從結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與材料的選擇相比傳統(tǒng)電纜都作了大幅的改善與加強(qiáng)，盡可能延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)壽命。但除了電纜本身的質(zhì)量之外，客戶的選型與安裝都非常重要，極大地影響了電纜的彎曲、扭轉(zhuǎn)壽命。成佳電纜結(jié)合累積多年的客戶選型案例以及選型過程中容易出現(xiàn)的誤區(qū)，做一個(gè)簡(jiǎn)要分享以幫助客戶更好地使用高柔性電纜。

機(jī)器人拖鏈電纜常見類型

    一般來講，按機(jī)器人拖鏈電纜不同的運(yùn)動(dòng)方式可分為：機(jī)器人本體拖鏈電纜、關(guān)節(jié)機(jī)器人與服務(wù)機(jī)器人電纜、拖鏈電纜，見圖1：

    機(jī)器人本體拖鏈電纜需做的實(shí)驗(yàn)測(cè)試：3D扭轉(zhuǎn)、2D扭轉(zhuǎn)、垂直扭轉(zhuǎn)、二輪曲撓、彎折旋轉(zhuǎn)、90度彎折、快速?gòu)澱?/span>

    關(guān)節(jié)機(jī)器人與服務(wù)機(jī)器人電纜需做的實(shí)驗(yàn)測(cè)試：垂直扭轉(zhuǎn)、90度彎折、拖鏈彎曲

    拖鏈電纜需做的實(shí)驗(yàn)測(cè)試：拖鏈彎曲、二輪曲撓

圖1常見機(jī)器人拖鏈電纜種類

機(jī)器人拖鏈電纜選型

    1.機(jī)器人拖鏈電纜拖鏈次數(shù)

    拖鏈電纜拖鏈次數(shù)是指拖鏈電纜在一定條件下，能正常為設(shè)備提供動(dòng)或傳遞信號(hào)最少進(jìn)行拖鏈運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。同一產(chǎn)品在不同條件下做拖鏈試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果相差特別大，因現(xiàn)期各國(guó)及各公司測(cè)試條件都不盡相同，不能只按拖鏈次數(shù)選擇電纜，成佳電纜按德國(guó)TUV標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試分類見圖2。

圖2成佳運(yùn)動(dòng)電纜分類與拖鏈次數(shù)

    2、表1是德系、日系及成佳機(jī)器人拖鏈電纜結(jié)構(gòu)的比較表，可為用戶提供選型上的參考。

表1機(jī)器人拖鏈電纜選型參考

    3、機(jī)器人電纜軟硬度與柔性選擇

    軟電纜不等于柔性電纜。柔性也可解釋為撓性，是相對(duì)剛性而言的一種物體特性。撓性是指物體受力后變形，作用力失去之后物體自身不能恢復(fù)原來形狀的一種物理性質(zhì)。

    硬度：物理學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。固體對(duì)外界物體入侵的局部抵抗能力，是比較各種材料軟硬的指標(biāo)。

    4、機(jī)器人電纜彎曲半徑與電纜線徑選擇

    彎曲半徑即曲率半徑，是指電纜在運(yùn)動(dòng)時(shí)彎曲成曲線，把曲線段用圓弧代替，這個(gè)圓的半徑就是彎曲半徑，如圖3所示。外護(hù)套材質(zhì)不同，彎曲半徑要求也不同：PVC護(hù)套機(jī)器人電纜彎曲半徑大于7.5D，極至6D；PUR護(hù)套機(jī)器人電纜彎曲半徑大于6D，極至4D。

    結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，安裝空間就已確定，在達(dá)到電氣性能要求的前提下，應(yīng)盡量選擇外徑小的電纜。成佳電纜研發(fā)的機(jī)器人本體電纜&直線電機(jī)電纜采用氟塑料作絕緣、PUR做護(hù)套可達(dá)4D極限彎曲半徑。

圖3機(jī)器人電纜彎曲半徑與電纜線徑示意圖

PUR護(hù)套工業(yè)電纜應(yīng)用

    PUR護(hù)套工業(yè)電纜雖然價(jià)格高出PVC護(hù)套工業(yè)電纜30~50%，但因其良好的專有特性，所以在工業(yè)應(yīng)用中許多情況下都選用PUR護(hù)套電纜：

    PUR是熱塑性聚氨酯彈性體橡膠：主要分為有聚酯型和聚醚型之分。其主要特性有：

    機(jī)械性能好：耐磨、機(jī)械強(qiáng)度高承載能力好、抗沖擊性及減震性能突出；

    耐候性能好：耐油，耐低溫、耐水解（聚醚型）；

    韌性彈性好：PUR是介與PVC與橡膠之間的彈性體橡膠，所以韌性彈性好。

PUR護(hù)套電纜主要應(yīng)用：

     1：增強(qiáng)負(fù)載能力，適用于更長(zhǎng)行程距離：如YY2001系列2000萬次中等負(fù)載、超高柔性、超高速、控制拖鏈電纜，行程距離可達(dá)50m拖鏈。PUR護(hù)套YP2001系列2000萬次高負(fù)載、超高柔性、超高速、控制拖鏈電纜，行程距離可達(dá)100m拖鏈。

    2：比較差的環(huán)境：室外、有油或水一般采用PUR、低溫環(huán)境：PUR在零下負(fù)30度還可以保持其韌性。

     3：彎曲半徑少：PUR的韌性彈性非常好，彎曲半徑可達(dá)4倍甚至最低。

各類主要機(jī)器人電纜選型

    直線電機(jī)專用電纜：直線電機(jī)因其運(yùn)動(dòng)速度快，拖鏈部分彎曲半徑很小，所以一般采用TPU護(hù)套，彎曲半徑可達(dá)4倍，采用氟塑料絕緣增加電纜強(qiáng)度，減少芯線之前磨擦，拖鏈壽命可達(dá)5000萬次。

    服務(wù)機(jī)器人、關(guān)節(jié)柔性機(jī)器人：一般采用機(jī)器內(nèi)部接線，因內(nèi)部空間比較少，一般采用無護(hù)套結(jié)構(gòu)。采用氟塑料絕緣可以減少線材外徑，并且特別耐磨。

    機(jī)器人拖地電纜：從機(jī)器人本體到電柜的連接線。

    IO控制電纜：導(dǎo)體采用0.12鍍錫銅絲，HDPE絕緣，PVC護(hù)套，鋁箔+鍍錫銅絲雙層屏蔽,密度85%。

    2000萬次中等負(fù)載、超高柔性、超高速、控制拖鏈電纜：導(dǎo)體采用0.08裸軟銅絲，PVC絕緣與護(hù)套，采用黑色數(shù)字芯線。

    2000萬次中等負(fù)載、超高柔性、超高速、數(shù)據(jù)傳輸拖鏈電纜：導(dǎo)體采用0.08鍍錫銅絲，PVC絕緣與護(hù)套，采用彩色芯線。

    2000萬次中等負(fù)載、超高柔性、超高速、控制拖鏈電纜帶屏蔽：導(dǎo)體采用0.08裸軟銅絲（0.5mm2以下為鍍錫銅絲），PVC絕緣與護(hù)套，采用黑色數(shù)字芯線（0.5mm2以下為彩色芯線）。

    PVC護(hù)套1000萬次超高柔性、超高速拖鏈電纜：用于拖鏈系統(tǒng)的高柔性PVC護(hù)套電纜，采用特殊的高柔性PVC做護(hù)套，其極耐油和冷卻液，可用于潮濕的環(huán)境，但不能用于室外。特殊的構(gòu)造和PVC的合成材料使電纜擁有持久的工作壽命。

    PUR護(hù)套1000萬次超高柔性、超高速拖鏈電纜：用于拖鏈系統(tǒng)的高柔性PUR護(hù)套電纜，采用PUR外護(hù)套抗撕裂并且耐磨損，具有極好的耐油性?？顾猓突瘜W(xué)性，可用于潮濕的環(huán)境，適合于室內(nèi)及室外使用具有很好的耐候性能。

   1000萬次帶屏蔽控制拖鏈電纜：導(dǎo)體采用0.08鍍錫銅絲，PVC絕緣與護(hù)套,鍍錫銅屏蔽,密度85%以上。

   1000萬次帶屏蔽控制拖鏈電纜：導(dǎo)體采用0.08鍍錫銅絲，PVC絕緣與護(hù)套,鍍錫銅屏蔽,密度85%以上。

    超高柔性1000萬編碼器拖鏈電纜(對(duì)絞屏蔽線)：導(dǎo)體采用0.08鍍錫銅絲，PVC絕緣與護(hù)套，芯線對(duì)絞，鍍錫銅絲屏蔽,密度85%以上。

    500萬次高柔性拖鏈電纜廣泛應(yīng)用于機(jī)械、儀器、工業(yè)電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)、信息傳輸系統(tǒng)，適用于任何雙向通訊的場(chǎng)合。芯線絞對(duì)和小節(jié)距可防止芯線之間和外部的干擾。外護(hù)套顏色為：黑色；根據(jù)需要可選擇其他顏色。

    200萬次柔性、低速拖鏈電纜廣泛應(yīng)用于機(jī)械、儀器、工業(yè)電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)、信息傳輸系統(tǒng)，適用于任何雙向通訊的場(chǎng)合。芯線絞對(duì)和小節(jié)距可防止芯線之間和外部的干擾。外護(hù)套顏色為：黑色；根據(jù)需要可選擇其他顏色。

工業(yè)電纜PVC芯線顏色區(qū)分

    電源電纜（0.5-6.0平方）采用國(guó)標(biāo)顏色區(qū)分：1：藍(lán)、2：棕、3：黃間綠（地線）、4：紅色，4芯以上電源電纜采用黃間綠（地線）與黑色芯線帶連接白色數(shù)字編號(hào)。

    編碼器電纜（0.3及以下平方雙絞屏蔽線）芯線顏色區(qū)分采用：一芯為主色，另一芯為主色加輔色不同組合實(shí)現(xiàn)，常用15對(duì)及以下對(duì)數(shù)顏色順序如表2所示。

表2編碼器電纜芯線顏色

    控制電纜0.5平方及以上控制電纜采用黃間綠芯線與黑色芯線帶連接白色數(shù)字編號(hào)來區(qū)分，控制電纜0.5平方以下截面積芯線（30色）顏色采用表3中的順序。

表3控制電纜芯線顏色

成佳機(jī)器人專用電纜完整解決方案

    東莞市成佳電線電纜有限公司成立于2008年，專業(yè)從事特種電線電纜的研發(fā)、制造與銷售，尤其在機(jī)器人電纜及高柔性拖鏈電纜領(lǐng)域取得了突出成績(jī)，是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)機(jī)器人電纜及高柔性拖鏈電纜的領(lǐng)導(dǎo)者。成佳電纜目前的主力產(chǎn)品有：協(xié)作機(jī)器人內(nèi)部連接線、服務(wù)機(jī)器人電纜、工業(yè)機(jī)器人本體電纜、直線電機(jī)電纜5000萬次、2000萬次、1000萬次、500萬次拖鏈電纜、數(shù)據(jù)總線電纜等系列產(chǎn)品，產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、高端數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化設(shè)備等領(lǐng)域。

    成佳機(jī)器人電纜三大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)有：

    1、質(zhì)量可靠、性價(jià)比高：成佳電纜擁有國(guó)內(nèi)首張機(jī)器人電纜TÜV證書及首個(gè)TÜV授權(quán)目擊實(shí)驗(yàn)室，成佳機(jī)器人電纜產(chǎn)品均通過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，包括機(jī)器人電纜八大測(cè)試項(xiàng)目：扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)（3D扭轉(zhuǎn)、2D扭轉(zhuǎn)、垂直扭轉(zhuǎn)）；彎折實(shí)驗(yàn)（旋轉(zhuǎn)彎折、90度彎折、快速?gòu)澱?、拖鏈彎曲）；雙輪曲撓測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)性能與進(jìn)口德日產(chǎn)品等同。除此之外，成佳還設(shè)有SCARA機(jī)器人內(nèi)部連接線測(cè)試、焊接/噴涂機(jī)器人本體電纜使用測(cè)試，直線電機(jī)電纜高速使用測(cè)試等實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。

    2、成佳機(jī)器人電纜規(guī)格齊全、可作一站式采購(gòu)，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本：產(chǎn)品系列包括服務(wù)與柔性機(jī)器人電纜（拖鏈5000萬次、3D扭轉(zhuǎn)2000萬次）、工業(yè)機(jī)器人本體電纜（3D扭轉(zhuǎn)2000萬次，也可訂制5000萬次）、直線電機(jī)電纜（拖鏈5000萬次，也可訂1億次）、超高柔性2000萬次超高速拖鏈電纜（參照德系標(biāo)準(zhǔn)）、超高柔性1000萬次高速拖鏈電纜(可高速扭轉(zhuǎn)，參照日系標(biāo)準(zhǔn))、高柔性500萬次拖鏈電纜（可扭轉(zhuǎn)，參照日系標(biāo)準(zhǔn)）、數(shù)據(jù)總線電纜（拖鏈型、固定安裝型）、柔性工業(yè)電纜（200萬次）；還可訂制、開發(fā)各種非標(biāo)柔性電纜。

    3、服務(wù)好：起訂量低、交貨期短，常用規(guī)格一米起，常規(guī)規(guī)格300米起，非標(biāo)訂制1000米起；交交貨期短，常用規(guī)格大量現(xiàn)貨（常規(guī)規(guī)格7天內(nèi)、非標(biāo)訂制15天內(nèi)）。

圖4成佳獲得的國(guó)內(nèi)首張機(jī)器人電纜TÜV-Mark型式認(rèn)證證書證書編號(hào)：50411036

圖5成佳機(jī)器人拖鏈電纜TÜV授權(quán)目擊實(shí)驗(yàn)室