Детальний Опис
Фізика скручування — чому стандартні кабелі виходять з ладу
Стандартний гнучкий кабель — навіть високогнучкий кабель для кабельних ланцюгів — розрахований на згинання в одній площині. Коли прикладається згинальна сила, провідники на зовнішньому боці згину розтягуються (натяг), а на внутрішньому — стискаються. Схема скрутки кабелю (зазвичай S-скрутка або Z-скрутка, один напрямок) компенсує це, дозволяючи провідникам ковзати відносно один одного в межах скрутки жил.
Скручування принципово інше. Коли кабель скручується навколо своєї поздовжньої осі:
- Провідники на зовнішньому боці кабелю йдуть по спіральній траєкторії — довшій, ніж прямолінійна центральна вісь
- Провідники біля центру йдуть коротшим шляхом — ближче до осі обертання
- Різниця в довжині шляху означає, що зовнішні провідники розтягуються (натяг), а внутрішні стискаються — одночасно, по всьому периметру
Скрутка SZ — рішення для скручування
Скрутка SZ чергує напрямок спірального завивання вздовж кабелю, перемикаючись між S-скруткою та Z-скруткою в секціях, що повторюються, довжиною 0,5–1,0 метра:
| Секція | Напрямок скрутки | Реакція провідників |
|---|---|---|
| Секція 1 | S-скрутка (лівостороння спіраль) | Стискається під скручуванням за годинниковою стрілкою |
| Секція 2 | Z-скрутка (правостороння спіраль) | Розтягується під скручуванням за годинниковою стрілкою |
| Секція 3 | S-скрутка | Стискається |
Коли кабель скручується за годинниковою стрілкою, S-секції затягуються (провідники стискаються), тоді як Z-секції послаблюються (провідники розтягуються). Чисте напруження на будь-якому конкретному провіднику приблизно нульове — стискання в S-секції гасить розтягування в Z-секції, інтегроване по довжині провідника.
Антіторсійні наповнювачі виконують дві функції:
- Вони заповнюють проміжки між провідниками, запобігаючи міграції провідників у порожнини під час скручування
- Вони забезпечують пружну відновлювальну силу — коли скручування зняте, накопичена пружна енергія наповнювачів повертає кабель у нейтральне, нескручене положення
Кут скручування проти осі робота — який номінал вам потрібен?
| Вісь робота | Рух | Типовий кут скручування | Рекомендований номінал кабелю |
|---|---|---|---|
| Вісь 1 (обертання основи) | Обертання, лише згинання | 0° (без скручування на кабелі) | Високогнучке згинання, без скручування |
| Вісь 2 (плече) | Лише згинання | 0° | Високогнучке згинання |
| Вісь 3 (лікоть) | Згинання, незначне скручування | ±30° | Високогнучке згинання + скручування |
| Вісь 4 (обертання зап'ястка) | Безперервне обертання | ±180° | Номінал скручування ±180°/м |
| Вісь 5 (нахил зап'ястка) | Згинання + помірне скручування | ±90° | Номінал скручування ±180°/м |
| Вісь 6 (поворот зап'ястка) | Безперервне обертання зі змінювачем інструменту | ±270° (зі змінювачем інструменту) | Номінал скручування ±270°/м |
Сегменти кабелю для осей 4, 5 і 6 — це місця, де кабель із номіналом на скручування є обов'язковим — стандартний гнучкий кабель вийде з ладу протягом тижнів у цих місцях.
Виробництво торсійних кабелів Yichi
- Крок скрутки SZ, узгоджений із номіналом скручування: довжина секцій S/Z (0,5–1,0 м) узгоджується з очікуваним кутом скручування та діаметром кабелю. Співвідношення довжини секції до кроку скрутки кабелю є критичним конструктивним параметром — перевіряється на кожній виробничій партії
- Інженерно розроблений матеріал антіторсійного наповнювача: наповнювачі — не типовий PU, вони формулюються з конкретною твердістю за Шором (зазвичай 70–85 A) і модулем пружності, щоб забезпечити правильну відновлювальну силу для діаметра кабелю та очікуваного кута скручування
- Ковзний шар між осердям і оболонкою: тонка внутрішня оболонка TPE діє як площина ковзання між скруткою жил і зовнішньою оболонкою PUR. Без цього шару оболонка з'єднується з крайніми провідниками та обмежує їхній торсійний рух — концентруючи напруження, а не розподіляючи його
- Випробування на скручування з осьовим навантаженням: випробування на скручування проводиться з кабелем під визначеним осьовим навантаженням (зазвичай 50–100 Н для кабелів роботів), щоб симулювати змонтований стан, коли кабель перебуває під незначним натягом від власної ваги та зусилля утримання роз'єму