CN105336402A - 机器人用高柔超细控制电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本技术方案公开了一种机器人用高柔超细控制电缆，包括由多根单线和多根芳纶绞成的缆芯和包覆在所述缆芯外的聚氨酯护套；所述单线和所述芳纶在所述电缆内均匀分布，具有高韧性、耐弯曲、高寿命的优点。

Description

机器人用高柔超细控制电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种机器人用高柔超细控制电缆及其制造方法，属于电缆制造技术领域。
背景技术
由于国内人工成本的不断增加以及出于效率和管理等方面的考虑，国内机器人制造业目前处于爆发增长阶段，据专业机构预测，2015年工业机器人的产业规模有望超过万亿，智能制造及智能化设备的行业前景乐观，长期来看，未来这一行业仍将保持高增长态势，产业爆发将是大概率事件。用于机器人行业的电缆需求旺盛，耐弯曲且柔软性优越的机器人电缆越来越受客户欢迎，移动配线用电缆的动作越来越高速化、复杂化，要求电缆具有高的耐用性和可靠性，因此客户对电缆品质的要求越来越高，高韧性、耐弯曲、高寿命的机器人专用电缆必将成为国内外一流机械及机械设备制造商的首选电缆。
发明内容
本发明的目的是提供一款机器人用高柔超细控制电缆，该电缆具有高韧性、耐弯曲、高寿命的优点。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
机器人用高柔超细控制电缆，包括由多根单线和多根芳纶绞成的缆芯和包覆在所述缆芯外的聚氨酯护套；所述单线和所述芳纶在所述电缆内均匀分布。
机器人用高柔超细控制电缆，包括由三束单线和四根芳纶绞成的缆芯和包覆在所述缆芯外的聚氨酯护套；所述四根芳纶中，其中一根芳纶设置在缆芯的中心，剩余三根芳纶围成一三角形，位于中心的芳纶位于该三角形区域内。
作为优选，所述三角形为正三角形，位于中心的芳纶位于该正三角形的中心。
作为优选，所述单线由若干跟超细软铜线混入多根合金铜，经缆机绞线成股，绞距10mm；而后经绝缘包覆而成。
作为优选，所述单线的导体直径为0.37±0.05mm；所述单线的绝缘体为弹性体TPEE，外径0.57±0.05mm厚度0.1mm。
作为优选，所述缆芯的绞向节距为49.4mm，外径1.30±0.2mm。
作为优选，所述聚氨酯护套的外径为2.0±0.05mm；标称厚度0.39mm。
作为优选，所述电缆额定电压:≤30V；绝缘电气强度：AC1200V，1min无击穿；固定≤50MPa，移动≤20MPa；扭力作用下抗摇摆性能：30万次，不断线，不破裂；最小弯曲半径：固定10mm，重复弯曲20mm；扭转角度：±270°/0.1m；使用寿命：＞20000h。
本发明的另一个目的是提供上述电缆的制造方法。
机器人用高柔超细控制电缆的制造方法，包括以下步骤：
1）、若干数量的超细软铜线混入多根合金铜，缆机绞线成股，制成所述单线的导体；
2）、所述单线的导体通过导轮输送至第一挤塑机头，导体穿过装在机头内的第一模具进行绝缘层的挤包，绝缘层包覆后，制成所述单线；
3）、将三根所述的单线和四根所述的芳纶组成缆坯，将所述缆坯绞合成缆芯，再通过导轮输送至第二挤塑机头，缆芯穿过装在机头内的第二模具进行护套的包覆。
作为上述技术方案的优选，刚经过绝缘层包覆制成的单线，还经过冷却、吹干、测量直径和收卷工序。
作为上述技术方案的优选，所述第一模具包括模芯、模套和微调装置；模芯具有尖头部和尾部，模套套接在尖头部，模套安装于微调装置的由四个螺栓组成的十字微调部中；包覆时，导体从模芯尾部进入，加热状态下的绝缘材料从模芯模套的连接间隙进入形成导体的绝缘层，完成包覆。
本发明具有以下有益效果：
该电缆适用安装在扭力和弯曲应力同时存在的工业机械设备场合，工业机器人手臂旋转部分或手腕、关节部分等施加极度弯曲和扭转部位，作为设备的动力控制和信号传输用，尤其适于在严酷的环境下小空间内配线和高速、复杂动作的移动配线。特性主要体现在以下几个方面：
1、耐寒，导体固定最低工作温度由原来的-15℃扩展到-50℃，移动扭曲状态下为-25℃；
2、高柔性、超耐扭曲，静态下弯曲半径由原来的7.5倍电缆外径减小到5倍电缆外径，仅为10mm，移动扭曲状态下为10倍电缆外径为20mm，并且具备了高频扭转弯曲情况下不断线、绝缘、护套不破裂、高回弹性，低温下依然保持原有性能。
3、超细，产品外径仅有2mm，完全满足小空间内配线。
4、不含PVC和有机硅塑料、无塑化剂扩散、抗微生物、抗水解、无毒。
5、无卤阻燃、阻水耐腐蚀、耐油、耐磨损。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的第一模具的结构示意图一；
图3是本发明的第一模具的结构示意图二；
图中，1-单线，2-芳纶，10-缆芯，20-聚氨酯护套，1a-导体，1b-绝缘体，2’-位于中心的芳纶；70-模芯，80-模套，90-微调装置，70a-尖头部，70b-尾部，90a-螺栓。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步的说明。
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制。本领域技术人员阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变，只要在权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。
如图1所示，机器人用高柔超细控制电缆，由缆芯10和包覆在所述缆芯10外的聚氨酯护套20构成。
所述缆芯10的绞向节距为49.4mm，外径1.30±0.2mm。所述聚氨酯护套的外径为2.0±0.05mm；标称厚度0.39mm。
该缆芯10由三束单线1和四根芳纶2经绞合而成。所述四根芳纶2中，其中一根芳纶2设置在缆芯10的中心，剩余三根芳纶2围成一正三角形，位于中心的芳纶2’位于该正三角形的中心。所述单线1由40跟超细软铜线混入5跟合金铜，经缆机绞线成股，绞距10mm；而后经绝缘包覆而成。所述单线1的导体1a直径为0.37±0.05mm；所述单线1的绝缘体1b为弹性体TPEE，外径0.57±0.05mm厚度0.1mm。所述电缆额定电压:≤30V；绝缘电气强度：AC1200V，1min无击穿；固定≤50MPa，移动≤20MPa；扭力作用下抗摇摆性能：30万次，不断线，不破裂；最小弯曲半径：固定10mm，重复弯曲20mm；扭转角度：±270°/0.1m；使用寿命：＞20000h。
机器人用高柔超细控制电缆的制造方法，包括以下步骤：
1）、40根超细软铜线混入5根合金铜，缆机绞线成股，制成所述单线1的导体1a；
2）、所述单线1的导体1a通过导轮输送至第一挤塑机头，导体1a穿过装在机头内的第一模具进行绝缘层1b的挤包，绝缘层1b包覆后，制成所述单线1；刚经过绝缘层1b包覆制成的单线，还经过冷却、吹干、测量直径和收卷工序；
3）、将三根所述的单线1和四根所述的芳纶2组成缆坯，将所述缆坯绞合成缆芯10，再通过导轮输送至第二挤塑机头，缆芯10穿过装在机头内的第二模具进行护套20的包覆。
如图2和3所示，所述第一模具包括模芯70、模套80和微调装置90；模芯70具有尖头部70a和尾部70b，模套80套接在尖头部70a，模套80安装于微调装置90的由四个螺栓90a组成的十字微调部中；包覆时，导体1a从模芯尾部70b进入，加热状态下的绝缘材料从模芯70模套80的连接间隙进入，形成导体1a的绝缘层1b，完成包覆。
第二模具的结构可以与第一模具一致。护套20的包覆方法可以参照导体1a挤包绝缘层1b的过程。

Claims (10)

1.机器人用高柔超细控制电缆，其特征在于：包括由多根单线（1）和多根芳纶（2）绞成的缆芯（10）和包覆在所述缆芯（10）外的聚氨酯护套（20）；所述单线（1）和所述芳纶（2）在所述电缆内均匀分布。
2.根据权利要求1所述的机器人用高柔超细控制电缆，其特征在于：包括由三束单线（1）和四根芳纶（2）绞成的缆芯（10）和包覆在所述缆芯（10）外的聚氨酯护套（20）；所述四根芳纶（2）中，其中一根芳纶（2）设置在缆芯（10）的中心，剩余三根芳纶（2）围成一三角形，位于中心的芳纶（2’）位于该三角形区域内。
3.根据权利要求2所述的机器人用高柔超细控制电缆，其特征在于：所述三角形为正三角形，位于中心的芳纶（2’）位于该正三角形的中心。
4.根据权利要求2所述的机器人用高柔超细控制电缆，其特征在于：所述单线（1）由若干数量的超细软铜线混入多根合金铜，经缆机绞线成股，绞距10mm；而后经绝缘包覆而成。
5.根据权利要求4所述的机器人用高柔超细控制电缆，其特征在于：所述单线的导体（1a）直径为0.37±0.05mm；所述单线的绝缘体（1b）为弹性体TPEE，外径0.57±0.05mm厚度0.1mm。
6.根据权利要求5所述的机器人用高柔超细控制电缆，其特征在于：所述缆芯的绞向节距为49.4mm，外径1.30±0.2mm。
7.根据权利要求6所述的机器人用高柔超细控制电缆，其特征在于：所述聚氨酯护套的外径为2.0±0.05mm；标称厚度0.39mm。
8.根据权利要求6所述的机器人用高柔超细控制电缆，其特征在于：所述电缆额定电压:≤30V；绝缘电气强度：AC1200V，1min无击穿；固定≤50MPa，移动≤20MPa；扭力作用下抗摇摆性能：30万次，不断线，不破裂；最小弯曲半径：固定10mm，重复弯曲20mm；扭转角度：±270°/0.1m；使用寿命：＞20000h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的机器人用高柔超细控制电缆的制造方法，包括以下步骤：
1）、若干数量的超细软铜线混入多根合金铜，缆机绞线成股，制成所述单线（1）的导体（1a）；
2）、所述单线（1）的导体（1a）通过导轮输送至第一挤塑机头，导体（1a）穿过装在机头内的第一模具进行绝缘层（1b）的挤包，绝缘层（1b）包覆后，制成所述单线（1）；
3）、将三根所述的单线（1）和四根所述的芳纶（2）组成缆坯，将所述缆坯绞合成缆芯（10），再通过导轮输送至第二挤塑机头，缆芯（10）穿过装在机头内的第二模具进行护套（20）的包覆。
10.根据权利要求9所述的机器人用高柔超细控制电缆的制造方法，其特征在于：所述第一模具包括模芯（70）、模套（80）和微调装置（90）；模芯（70）具有尖头部（70a）和尾部（70b），模套（80）套接在尖头部（70a），模套（80）安装于微调装置（90）的由四个螺栓（90a）组成的十字微调部中；包覆时，导体（1a）从模芯尾部（70b）进入，加热状态下的绝缘材料从模芯（70）模套（80）的连接间隙进入，形成导体（1a）的绝缘层（1b），完成包覆。
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