Вступ
Рука 6-осьового промислового робота піддає внутрішній кабельний пучок одночасному згинанню, крученню (скручуванню) та безперервним механічним циклам. Кожен рух з’єднання — обертання зап’ястка, рух ліктя, поворот плеча — прикладає різні механічні навантаження до різних ділянок кабелю. Стандартний кабель для кабеленесного ланцюга, розрахований лише на плоске згинання, виходить з ладу в роботі протягом годин після пуску. Цей посібник пояснює принципи проєктування кабелів, які дозволяють кабелям для роботів витримувати мільйони циклів руху руки робота.
1. Кручення: критичне навантаження, специфічне для роботів
Кабелі руки робота зазнають торсійного обертання ±180° на метр довжини кабелю — тобто поперечний переріз кабелю обертається вздовж своєї осі під час руху руки робота. Внутрішня конструкція повинна це забезпечувати:
- SZ-скрутка: чергування коротких ділянок скрутки з лівим і правим напрямком — провідники ковзають одне відносно одного під час кручення, а не блокуються
- Неткані наповнювачі: наповнювачі з ПЕТ флісу між групами жил, які стискаються та відновлюються під час скручування, поглинаючи рух без утворення тертя
- Оптимізований під кручення крок жил: контрольовані кути скрутки, які рівномірно розподіляють деформацію кручення між усіма провідниками
Кабель, розрахований на кручення, досягає ±180°/м (стандарт для 6-осьових промислових роботів) або ±360°/м (спеціалізовані застосування з високим крученням).
2. Композитна конструкція кабелю
Сучасним роботам потрібні потужність, сигнал і дані в одному кабелі. Композитний кабель для робота містить кілька функціональних шарів:
- Силові жили (1.5–50 мм²): живлення сервоприводів (U/V/W/PE)
- Пари зворотного зв’язку енкодера (0.22–0.34 мм²): індивідуально екрановані фольгою кручені пари для сигналів інкрементального/абсолютного енкодера
- Жили керування (0.5–1.5 мм²): проводка гальма, термодатчика та кінцевих вимикачів
- Елементи даних: екрановані пари CAN bus, PROFINET або EtherCAT для зв’язку з контролером робота
- Наповнювачі та ПЕТ фліс: підтримують круглість поперечного перерізу кабелю під час кручення
Кожна функціональна група відділена обгортанням з ПЕТ флісу — це запобігає стиранню тонкостінних пар енкодера силовими жилами протягом мільйонів циклів руху руки робота.
3. Екранування для робочих осередків з інтенсивними EMI
Робочі осередки містять приводи VFD, серводвигуни та зварювальне обладнання — вони генерують електромагнітні перешкоди, які спотворюють сигнали в неекранованих провідниках. Належне екранування кабелів для роботів використовує:
- Індивідуальні екрани пар (фольга, покриття 100%): запобігають перехресним завадам між сусідніми сигнальними парами
- Загальний екран із мідного обплетення (покриття ≥85%): придушення EMI від постійного струму до високих частот
- Фізичне розділення: силові жили та сигнальні пари займають окремі концентричні шари всередині кабелю
4. Оболонка PUR — стандарт для роботизованих застосувань
PUR застосовується для кабелів роботів, оскільки індекс стирання за Табером ≤5 мг витримує постійне тертя, якому оболонки піддаються в переповнених кабельних каналах руки робота. Стійкість PUR до олій та охолоджувальних рідин захищає від промислових мастильних рідин і гідравлічних олій, присутніх у робочих осередках роботів.
5. Правила монтажу
- Кручення прикладається вздовж вільної довжини кабелю між зап’ястком робота та верхньою частиною руки — розвантаження від натягу на обох кінцях має завершувати кручення, не передаючи деформацію скручування на контакти роз’єму
- Залишайте достатню довжину сервісної петлі біля основи руки для повного діапазону руху
- Перевіряйте зношування оболонки в точках напрямних кабелю кожні 1 000 годин роботи
Yichi Cable виробляє індивідуальні композитні кабелі для роботів із конструкцією, розрахованою на кручення до ±180°/м, індивідуально екранованими парами енкодера та оболонками PUR — розроблені для роботів ABB, KUKA, FANUC та Yaskawa.