機(jī)器人在未來(lái)工廠：電纜廠商的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

現(xiàn)如今，沒(méi)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(dòng)化工廠期望的是*穩(wěn)定的多軸運(yùn)動(dòng)，因此驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的電纜將面臨極大的壓力。這對(duì)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(cè)，今年的工業(yè)機(jī)器人售出數(shù)量將超過(guò)250,000臺(tái)。這對(duì)于機(jī)器人廠家來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。為了保證機(jī)器人的數(shù)據(jù)和動(dòng)能供應(yīng)沒(méi)有任何中斷，監(jiān)控其中需要持續(xù)進(jìn)行3D運(yùn)動(dòng)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(dòng)的電纜*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(dòng)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(wàn)次包含扭轉(zhuǎn)的運(yùn)行中功能穩(wěn)定。這是因?yàn)?/span>用于機(jī)器人技術(shù)的電纜必須在其運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行*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(zhuān)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(dòng)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(guò)程中承受的力。同時(shí)，這類(lèi)扭轉(zhuǎn)應(yīng)用對(duì)電纜的屏蔽層也有*的要求。為了確保作用于屏蔽層上的力不會(huì)太大，我們?cè)谄帘螌?/span>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(duì)移動(dòng)。當(dāng)然，屏蔽層本身也經(jīng)過(guò)特殊編織角度設(shè)計(jì)，尤其是一些型號(hào)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(dòng)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(duì)其提供zui高36個(gè)月或1000萬(wàn)次雙循環(huán)的質(zhì)保承諾，以先到達(dá)的為準(zhǔn)。

igus chainflex 高柔性機(jī)器人電纜CFROBOT8.052 是*款經(jīng)測(cè)試可用于扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的CAT7總線電纜。（來(lái)源：igus GmbH）

zui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zui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(kāi)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zui大程度得確保軟管不發(fā)生破損，則無(wú)論機(jī)器人軸運(yùn)行到什么位置，整套動(dòng)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zui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(wú)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zui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zui小值時(shí)停止更多的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。并且，模塊化設(shè)計(jì)的igus triflex R拖鏈?zhǔn)?/span>每節(jié)拖鏈鏈節(jié)的扭轉(zhuǎn)角度限定在±10°以內(nèi)。這些優(yōu)勢(shì)使得拖鏈內(nèi)部的電纜在扭轉(zhuǎn)過(guò)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zui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(dòng)鉆應(yīng)用上。這是因?yàn)?/span>一旦軟管發(fā)生任何扭結(jié)，就會(huì)中斷對(duì)工具上螺絲的動(dòng)力供應(yīng)，從而導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備停止運(yùn)行。

在2,750 平米的igus測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，電纜每年經(jīng)受超過(guò)2億次循環(huán)測(cè)試。基于這些廣泛的測(cè)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(lái)高可靠性。（來(lái)源：igus GmbH）

不斷測(cè)試帶來(lái)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(dòng)電纜領(lǐng)域鉆研了超過(guò)25年，“chainflex” 高柔性電纜系列在自動(dòng)化及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域?qū)覍?/span>建立新的*，現(xiàn)已是業(yè)內(nèi)的高柔性電纜供應(yīng)商，產(chǎn)品可用于各類(lèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，包括持續(xù)運(yùn)行的拖鏈系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力場(chǎng)合等等。igus在德國(guó)科隆擁有一個(gè)2750m² 的超大測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，專(zhuān)供拖鏈電纜測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)室中，我們對(duì)CFROBOT系列電纜進(jìn)行了數(shù)百萬(wàn)次的測(cè)試，在不同的測(cè)試設(shè)備上持續(xù)監(jiān)測(cè)芯線電阻值，監(jiān)控電纜情況。測(cè)試中zui大的挑戰(zhàn)毫無(wú)疑問(wèn)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(lèi)運(yùn)動(dòng)條件下的表現(xiàn)。電纜在直線運(yùn)動(dòng)的拖鏈中的使用壽命相對(duì)來(lái)說(shuō)更能預(yù)測(cè)，因?yàn)?/span>大部分的運(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(guò)程通常無(wú)法*與初期計(jì)劃設(shè)計(jì)相匹配。因此對(duì)于電纜供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，不斷地測(cè)試、測(cè)試、再測(cè)試是極其重要的，所有的測(cè)試結(jié)果都保存在igus的數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些資料加上我們長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的工程塑料領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)，讓我們能夠?yàn)?/span>chainflex 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)變得可預(yù)測(cè)。如果CFROBOT機(jī)器人電纜在樣本冊(cè)參數(shù)的條件下運(yùn)行，卻發(fā)生了故障，我們會(huì)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(gòu)不同長(zhǎng)度的電纜，一米起訂，24小時(shí)發(fā)貨。CFROBOT系列電纜的zui大優(yōu)勢(shì)是，該系列是針對(duì)機(jī)器人扭轉(zhuǎn)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的，包括100多種型號(hào)常備庫(kù)存，用戶無(wú)需再受制于昂貴且貨期很長(zhǎng)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。

基于50多年的各領(lǐng)域實(shí)際應(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zui小。（來(lái)源：igus GmbH）