Podrobný Popis
Fyzika krutu — proč standardní kabely selhávají
Standardní ohebný kabel — dokonce i vysoce ohebný kabel určený pro kabelové řetězy — je konstruován pro ohyb v jedné rovině. Při působení ohybové síly se vodiče na vnější straně ohybu natahují (tah) a vodiče na vnitřní straně se stlačují. Způsob lanování kabelu (obvykle S nebo Z, jednosměrný) tento pohyb umožňuje tím, že se vodiče mohou vzájemně posouvat uvnitř sestavy jádra.
Krut je zásadně odlišný. Když je kabel zkroucen kolem své podélné osy:
- Vodiče na vnější straně kabelu sledují šroubovicovou dráhu — delší než rovná středová osa
- Vodiče poblíž středu sledují kratší dráhu — blíže k ose otáčení
- Rozdíl délek drah znamená, že vnější vodiče se natahují (tah) a vnitřní se stlačují — současně, po celém obvodu
Lanování SZ — řešení pro krut
Lanování SZ střídá směr šroubovicového vinutí podél délky kabelu, přepínáním mezi lanováním S a Z v opakujících se úsecích o délce 0,5–1,0 metru:
| Úsek | Směr lanování | Reakce vodiče |
|---|---|---|
| Úsek 1 | S-lanování (levotočivá šroubovice) | Stlačuje se při zkrutu ve směru hodinových ručiček |
| Úsek 2 | Z-lanování (pravotočivá šroubovice) | Natahuje se při zkrutu ve směru hodinových ručiček |
| Úsek 3 | S-lanování | Stlačuje se |
Při zkrutu kabelu ve směru hodinových ručiček se úseky S utahují (vodiče se stlačují), zatímco úseky Z se povolují (vodiče se natahují). Výsledné napětí na libovolném vodiči je přibližně nulové — stlačení v úseku S ruší tah v úseku Z, integrováno přes délku vodiče.
Protitočné výplňové tyče plní dvě funkce:
- Vyplňují mezery mezi vodiči a zabraňují jejich migraci do dutin během krutu
- Poskytují elastickou vratnou sílu — po uvolnění zkrutu vrací nahromaděná elastická energie tyčí kabel do neutrální, nezkroucené polohy
Úhel krutu vs. osa robotu — jaké hodnocení potřebujete?
| Osa robotu | Pohyb | Typický úhel krutu | Doporučené hodnocení kabelu |
|---|---|---|---|
| Osa 1 (rotace základny) | Rotace, pouze ohyb | 0° (žádný krut na kabelu) | Vysoce ohebný pro ohyb, ne pro krut |
| Osa 2 (rameno) | Pouze ohyb | 0° | Vysoce ohebný pro ohyb |
| Osa 3 (loket) | Ohyb, mírný krut | ±30° | Vysoce ohebný pro ohyb + krut |
| Osa 4 (rotace zápěstí) | Nepřetržitá rotace | ±180° | Torzně hodnoceno ±180°/m |
| Osa 5 (náklon zápěstí) | Ohyb + mírný krut | ±90° | Torzně hodnoceno ±180°/m |
| Osa 6 (otáčení zápěstí) | Nepřetržitá rotace s měničem nástrojů | ±270° (s měničem nástrojů) | Torzně hodnoceno ±270°/m |
Úseky kabelu pro osy 4, 5 a 6 jsou místa, kde je torzně hodnocený kabel povinný — standardní ohebný kabel zde selže během týdnů.
Výroba torzního kabelu Yichi
- Krok lanování SZ sladěný s torzním hodnocením: Délka úseků S/Z (0,5–1,0 m) je sladěna s očekávaným úhlem krutu a průměrem kabelu. Poměr délky úseku ke kroku lanování je kritický konstrukční parametr — ověřován při každé výrobní sérii
- Konstrukčně řešený protitočný výplňový materiál: Výplňové tyče nejsou běžným PU — jsou formulovány se specifickou tvrdostí Shore (obvykle 70–85 A) a modulem pružnosti, aby poskytovaly správnou vratnou sílu pro průměr kabelu a očekávaný úhel krutu
- Kluzná vrstva mezi jádrem a pláštěm: Tenký vnitřní plášť TPE funguje jako kluzná rovina mezi sestavou žil a vnějším PUR pláštěm. Bez této vrstvy by se plášť spojil s nejvnějšími vodiči a omezil jejich torzní pohyb — soustředil by napětí místo jeho rozložení
- Torzní zkouška s osovým zatížením: Torzní zkouška se provádí s kabelem pod definovaným osovým zatížením (u robotických kabelů obvykle 50–100 N) pro simulaci instalovaného stavu, kdy je kabel pod mírným napětím od vlastní hmotnosti a přidržné síly konektoru