CN104681201A - 一种工业机器人用电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机器人用电缆，包括由多根信号控制线芯沿着纤维绳右向缠绕形成的缆芯，缆芯外左向重叠绕包一层无纺布带，无纺布带外设有屏蔽层，屏蔽层外包覆有电缆护套层，所述信号控制线芯的导体为极细铜丝精绞而成，导体的外侧包裹有一层绝缘层，所述极细铜丝的直径为0.05～0.08mm。本发明的缆芯包括多根信号控制线芯，能够对多组各种机器人运行状态进行数据采集；线芯由极细铜丝精绞而成，其极小的直径通过精绞后达到耐弯曲、耐扭转、不易断裂的效果；线芯外周包覆有绝缘层，缆芯外侧有无纺布带、屏蔽层和电缆护套层，确保电缆整体具有优良的机械物理性能，其耐弯曲及扭转性能超过6000万次而不发生电缆变形、导体断裂现象。

Description

一种工业机器人用电缆

技术领域

本发明涉及工业机器人自动化控制用电缆领域，尤其涉及一种工业机器人用电缆。

背景技术

工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10％左右。2004年增长率达到创记录的20％。其中，亚洲机器人增长幅度最为突出，高达43％。

我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计，积极推进产业化进程。

据UNECE/IFR预测，至2007年，全球新安装机器人的数量将从2003年的81800套增至2007年的106000套，年平均增长7％。其中，日本2003-2007年工业机器人的销售将从2003年的31600增长至2007年的41000套；欧洲2003-2007年工业机器人将从2003年的27100套增长至2007年的34000套；北美2003-2007年工业机器人市场每年平均增长5.8％，至2007年将增长到16000套。

我国从上世纪80年代开始在高校和科研单位全面开展工业机器人的研究，近20年来取得不少的科研成果。近10年来，进口机器人的价格大幅度降低，对我国工业机器人的发展造成了一定的影响，特别是我国自行制造的普通工业机器人在价格上根本无法与之竞争。特别是我国在研制机器人的初期，没有同步发展相应的零部件产业，使得国内企业在生产的机器人过程中，只能依赖配套进口的零部件，作为机器人的关键部件的机器人用电缆更是依靠进口，目前多采购于日本的产品，更削弱了我国企业的价格竞争力。

发明内容

为了改善以上局面，以克服现有技术的不足，本发明提供一种结构设计合理、符合国家对相关产业规定、满足实际使用需求的工业机器人用电缆，其能够形成产业化，从而完全替代进口产品。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种工业机器人用电缆，包括由多根信号控制线芯沿着纤维绳右向缠绕形成的缆芯，缆芯外左向重叠绕包一层无纺布带，无纺布带外设有屏蔽层，屏蔽层外包覆有电缆护套层，所述信号控制线芯的导体为极细铜丝精绞而成，导体的外侧包裹有一层绝缘层，所述极细铜丝的直径为0.05～0.08mm。

作为优选的实施方式，所述屏蔽层由镀锡丝编织而成。

作为优选的实施方式，所述电缆护套层为尼龙12材料制成。该材料具有良好的热稳定性、良好的柔软性、韧性和耐磨性能，具有良好的自润滑特性，对于电缆护套层之间由于互相摩擦起到降低摩擦系数作用；抗化学腐蚀性能优良，特别是抗汽油、机油及其油品的性能优异。

作为优选的实施方式，所述绝缘层为PEEK材料制成。该材料具有耐高温性，其玻璃化转变温度(Tg＝143℃)和熔点(Tm＝334℃)，其负载热变形温度高达316℃，长期使用温度为260℃，瞬时使用温度可达300℃，其机械性能较优良，具有较高的刚性和柔性，特别是对交变应力下的抗疲劳性非常突出，可与合金材料相媲美；另外，该材料具有优良的滑动特性，对于绝缘层之间由于互相摩擦起到降低摩擦系数作用，该材料除耐腐蚀性浓硫酸外，不溶于任何溶剂和强酸、强碱，而且耐水解，具有很高的化学稳定性；该材料阻燃性较好，具有自熄性，即使不加任何阻燃剂，可达到UL标准的94V-0级。

作为优选的实施方式，所述信号控制线芯分一层或多层于纤维绳外布置。

本发明的有益效果是：本发明的缆芯包括多根信号控制线芯，能够对多组各种机器人运行状态进行数据采集；线芯由极细铜丝精绞而成，其极小的直径通过精绞后达到耐弯曲、耐扭转、不易断裂的效果；线芯外周包覆有绝缘层，缆芯外侧有无纺布带、屏蔽层和电缆护套层，确保电缆整体具有优良的机械物理性能，其耐弯曲及扭转性能超过6000万次而不发生电缆变形、导体断裂现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

上述图中的标记为：1-纤维绳，2-信号控制线芯，3-无纺布带，4-屏蔽层，5-电缆护套层，21-导体，22-绝缘层。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本发明的工业机器人用电缆由内至外包括纤维绳1、信号控制线芯2、无纺布带3、屏蔽层4以及电缆护套层5。

信号控制线芯2的数量为多根，其沿着纤维绳1右向缠绕，信号控制线芯2和纤维绳1组成缆芯。为了达到较好的强度，信号控制线芯2一般采用一层或多层的方式在纤维绳1外进行布置，在图1的实施例中，信号控制线芯2具有两层，在其他实施例中，信号控制线芯2的层数还可以设为一层、三层或以上。这种分层布置配合右向缠绕的方式具有结构稳定、不变形、抗拉力的优点。

无纺布带3采用左向重叠缠绕的方式包裹于缆芯外，其将信号控制线芯2紧密包裹于纤维绳1外，起到定型和保护隔离的作用。无纺布带3所采用的左向缠绕方式与信号控制线芯2的右向缠绕方式相反，能够大大增加电缆整体的强度。无纺布带3采用重叠缠绕的方式得到，不需一体成型，具有生产方便的优点。

屏蔽层4设于无纺布带3外，其起到屏蔽外部信号、防止信号干扰的作用。为了达到良好的屏蔽效果和结构强度，此屏蔽层一般由镀锡丝编织而成，这种镀锡丝能够经多次弯曲而不破损，确保具有良好的屏蔽效果。

电缆护套层5包覆于屏蔽层4外，起到整体保护的作用。本发明的电缆护套层5采用尼龙12材料制成，尼龙12材料即PA12材料，此材料具有良好的热稳定性、良好的柔软性、韧性和耐磨性能，具有良好的自润滑特性，对于电缆护套层之间由于互相摩擦起到降低摩擦系数作用；抗化学腐蚀性能优良，特别是抗汽油、机油及其油品的性能优异。

本发明的信号控制线芯2用于对机器人运行状态进行数据采集，并传输到机器人控制中心，机器人控制中心通过电缆对机器人手臂运行轨迹进行控制。每条信号控制线芯2由导体21以及绝缘层22组成，绝缘层22包裹于导体21的外侧。导体21由极细铜丝精绞而成，这些极细铜丝的直径为0.05～0.08mm，通过精绞后具有耐弯曲，耐扭转，不易断裂的优点。绝缘层22为PEEK材料(聚醚醚酮)制成。该材料具有耐高温性，其玻璃化转变温度(Tg＝143℃)和熔点(Tm＝334℃)，其负载热变形温度高达316℃，长期使用温度为260℃，瞬时使用温度可达300℃，其机械性能较优良，具有较高的刚性和柔性，特别是对交变应力下的抗疲劳性非常突出，可与合金材料相媲美；另外，该材料具有优良的滑动特性，对于绝缘层之间由于互相摩擦起到降低摩擦系数作用，该材料除耐腐蚀性浓硫酸外，不溶于任何溶剂和强酸、强碱，而且耐水解，具有很高的化学稳定性；该材料阻燃性较好，具有自熄性，即使不加任何阻燃剂，可达到UL标准的94V-0级。

本发明的机器人电缆除具有优良的机械物理性能外，其耐弯曲及扭转性能超过6000万次而不发生电缆变形、导体断裂现象。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种工业机器人用电缆，其特征在于：包括由多根信号控制线芯沿着纤维绳右向缠绕形成的缆芯，缆芯外左向重叠绕包一层无纺布带，无纺布带外设有屏蔽层，屏蔽层外包覆有电缆护套层，所述信号控制线芯的导体为极细铜丝精绞而成，导体的外侧包裹有一层绝缘层，所述极细铜丝的直径为0.05～0.08mm。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人用电缆，其特征在于：所述屏蔽层由镀锡丝编织而成。

3.根据权利要求1所述的一种工业机器人用电缆，其特征在于：所述电缆护套层为尼龙12材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人用电缆，其特征在于：所述绝缘层为PEEK材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种工业机器人用电缆，其特征在于：所述信号控制线芯分一层或多层于纤维绳外布置。