CN110010272A - 智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆及其生产工艺，包括有橡胶骨架，所述的橡胶骨架为空心十字型，在橡胶骨架的内部中心处设有线芯一，在线芯一的四周均布有线芯二，在橡胶骨架的四个侧面分别设有锥形封板，在橡胶骨架的四个外拐角处分别设有聚氨酯弹性棒，在橡胶骨架的外侧依次包覆有交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层、碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套、纳米硅防水胶填充层、铝合金带联锁铠装层和氯磺化聚乙烯外护套。本发明将碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层熔融成碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套，结构更加稳定，不易开裂，粘接覆盖性能更好，不易脱落；四个聚氨酯弹性板起到挤压缓冲的作用，弹性大，还能增加电缆的韧性。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆及其制造工艺。
背景技术
工业机器人用电缆是工业机器人的重要组成部分，由于工业机器人电缆在使用过程中长期经受单向或双向扭转，还可能经受弯曲扭转和拉伸的组合动作，对工业机器人电缆的耐磨、开撕裂、高柔软性、耐扭转性特性要求较高，现有的工业机器人用电缆在这些方面的性能还比较欠缺，因此，需要一种能够经受长时间的弯曲运动，大角度扭绞运动的电缆，以满足现有工业机器人使用性能的需求。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆及其制造工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆，包括有橡胶骨架，所述的橡胶骨架为空心十字型，在橡胶骨架的内部中心处设有线芯一，在线芯一的四周均布有线芯二，在橡胶骨架的四个侧面分别设有锥形封板，在橡胶骨架的四个外拐角处分别设有聚氨酯弹性棒，在橡胶骨架的外侧依次包覆有交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层、碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套、纳米硅防水胶填充层、铝合金带联锁铠装层和氯磺化聚乙烯外护套，所述的线芯一包括有导体一，在导体一的外侧包覆有无卤乙丙橡胶弹性体绝缘层，将四根导体一束绞后包覆有铜塑复合带绕包层，所述的线芯二包括有导体二和导体三，在导体二的外侧依次包覆有聚丙烯绝缘层和凯芙拉纤维编织层，在导体三的外侧依次包覆有低烟低卤聚氯乙烯绝缘层、铝镁合金丝编织屏蔽层和涂有半导电胶体的纤维带，将两根导体二和两根导体三束绞后包覆有铝箔麦拉带，所述的导体一、导体二和导体三均是由镀银铜丝与碳纤维丝束绞而成的。
一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆的生产工艺，具体包括以下步骤：
（1）将单铜丝利用拉丝机在常温下进行拉伸，再将单铜丝放入退火炉内进行强制退火，退火温度为250-350度，退火时间20-25分钟，制成铜单丝，再铜单丝表面喷涂银层，再将多根铜单丝与多根碳纤维丝束绞，分别制成导体一、导体二和导体三；
（2）在导体一的外侧挤包无卤乙丙橡胶弹性体绝缘层，冷却2小时后，将四根导体一绞合在一起，并在外侧包覆铜塑复合带，采用无缝焊接进行固定，制成线芯一；
（3）在导体二的外侧挤包聚丙烯绝缘层，冷却2小时后，将凯芙拉纤维编织层包裹在聚丙烯绝缘层外侧，编织密度为90%；在导体三的外侧挤包低烟低卤聚氯乙烯绝缘层，冷却2小时后，将铝镁合金丝编织屏蔽层包覆在低烟低卤聚氯乙烯绝缘层外侧，再将涂有半导电胶体的纤维带包覆在铝镁合金丝编织屏蔽层的外侧，将两根导体二和两根导体三绞合在一起，并在外侧包覆铝箔麦拉带，构成线芯二；
（4）在橡胶锥形封板的两侧焊接左右橡胶挡板，构成四分之一骨架，将四根线芯二分别放入四个所述的四分之一骨架内侧，将一根线芯一放在四根线芯二中间，将四个四分之一骨架的左右挡板依次焊接连接，构成带有十字型空腔的橡胶骨架，在橡胶骨架的外侧四个拐角处分别通过胶黏粘接有聚氨酯弹性棒，橡胶骨架与线芯一、线芯二和聚氨酯弹性棒共同构成缆芯；
（5）在缆芯的外侧挤包交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层，冷却2小时后，将碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层包裹在交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层外侧，编织密度为90%，将碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层熔融成碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套，在碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套外侧涂抹纳米硅防水胶，待防水胶凝固后，再包上铝合金带联锁铠装层，最后挤包氯磺化聚乙烯外护套，冷却4小时后，得成品电缆。
所述的碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层的熔融条件为：熔融温度为100-150度，熔融时间5-15分钟，并用5-10度空气吹扫冷却。
本发明的优点是：本发明采用了带有十字型空腔的橡胶骨架，结构简单新颖，线芯都放入骨架内部，起到保护线芯的作用，不仅增加电缆的抗压抗拉性能，还增加电缆的柔韧性，延长使用寿命；另外导体采用镀锡铜丝加碳纤维丝束绞而成的，增加导体的柔软性能，不易断裂；将铜单丝进行拉丝再退火，通过加热再结晶的方式提高单丝的韧性，更耐用；将碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层熔融成碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套，结构更加稳定，不易开裂，粘接覆盖性能更好，不易脱落；四个聚氨酯弹性板起到挤压缓冲的作用，弹性大，还能增加电缆的韧性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆，包括有橡胶骨架1，所述的橡胶骨架1为空心十字型，在橡胶骨架1的内部中心处设有线芯一，在线芯一的四周均布有线芯二，在橡胶骨架1的四个侧面分别设有锥形封板2，在橡胶骨架1的四个外拐角处分别设有聚氨酯弹性棒3，在橡胶骨架1的外侧依次包覆有交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层4、碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套5、纳米硅防水胶填充层6、铝合金带联锁铠装层7和氯磺化聚乙烯外护套8，所述的线芯一包括有导体一9，在导体一9的外侧包覆有无卤乙丙橡胶弹性体绝缘层10，将四根导体一9束绞后包覆有铜塑复合带绕包层11，所述的线芯二包括有导体二12和导体三13，在导体二12的外侧依次包覆有聚丙烯绝缘层14和凯芙拉纤维编织层15，在导体三13的外侧依次包覆有低烟低卤聚氯乙烯绝缘层16、铝镁合金丝编织屏蔽层17和涂有半导电胶体的纤维带18，将两根导体二12和两根导体三13束绞后包覆有铝箔麦拉带19，所述的导体一9、导体二12和导体三13均是由镀银铜丝与碳纤维丝束绞而成的。
一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆的生产工艺，具体包括以下步骤：
（1）将单铜丝利用拉丝机在常温下进行拉伸，再将单铜丝放入退火炉内进行强制退火，退火温度为250-350度，退火时间20-25分钟，制成铜单丝，再铜单丝表面喷涂银层，再将多根铜单丝与多根碳纤维丝束绞，分别制成导体一、导体二和导体三；
（2）在导体一的外侧挤包无卤乙丙橡胶弹性体绝缘层，冷却2小时后，将四根导体一绞合在一起，并在外侧包覆铜塑复合带，采用无缝焊接进行固定，制成线芯一；
（3）在导体二的外侧挤包聚丙烯绝缘层，冷却2小时后，将凯芙拉纤维编织层包裹在聚丙烯绝缘层外侧，编织密度为90%；在导体三的外侧挤包低烟低卤聚氯乙烯绝缘层，冷却2小时后，将铝镁合金丝编织屏蔽层包覆在低烟低卤聚氯乙烯绝缘层外侧，再将涂有半导电胶体的纤维带包覆在铝镁合金丝编织屏蔽层的外侧，将两根导体二和两根导体三绞合在一起，并在外侧包覆铝箔麦拉带，构成线芯二；
（4）在橡胶锥形封板的两侧焊接左右橡胶挡板，构成四分之一骨架，将四根线芯二分别放入四个所述的四分之一骨架内侧，将一根线芯一放在四根线芯二中间，将四个四分之一骨架的左右挡板依次焊接连接，构成带有十字型空腔的橡胶骨架，在橡胶骨架的外侧四个拐角处分别通过胶黏粘接有聚氨酯弹性棒，橡胶骨架与线芯一、线芯二和聚氨酯弹性棒共同构成缆芯；橡胶骨架的长度和宽度取决于线芯一和线芯二的直径，使四个线芯二与橡胶骨架内壁紧密接触；
（5）在缆芯的外侧挤包交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层，冷却2小时后，将碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层包裹在交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层外侧，编织密度为90%，将碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层熔融成碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套，在碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套外侧涂抹纳米硅防水胶，待防水胶凝固后，再包上铝合金带联锁铠装层，最后挤包氯磺化聚乙烯外护套，冷却4小时后，得成品电缆。
所述的碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层的熔融条件为：熔融温度为100-150度，熔融时间5-15分钟，并用5-10度空气吹扫冷却。
Claims (3)
1.一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆，其特征在于：包括有橡胶骨架，所述的橡胶骨架为空心十字型，在橡胶骨架的内部中心处设有线芯一，在线芯一的四周均布有线芯二，在橡胶骨架的四个侧面分别设有锥形封板，在橡胶骨架的四个外拐角处分别设有聚氨酯弹性棒，在橡胶骨架的外侧依次包覆有交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层、碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套、纳米硅防水胶填充层、铝合金带联锁铠装层和氯磺化聚乙烯外护套，所述的线芯一包括有导体一，在导体一的外侧包覆有无卤乙丙橡胶弹性体绝缘层，将四根导体一束绞后包覆有铜塑复合带绕包层，所述的线芯二包括有导体二和导体三，在导体二的外侧依次包覆有聚丙烯绝缘层和凯芙拉纤维编织层，在导体三的外侧依次包覆有低烟低卤聚氯乙烯绝缘层、铝镁合金丝编织屏蔽层和涂有半导电胶体的纤维带，将两根导体二和两根导体三束绞后包覆有铝箔麦拉带，所述的导体一、导体二和导体三均是由镀银铜丝与碳纤维丝束绞而成的。
2.一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆的生产工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）将单铜丝利用拉丝机在常温下进行拉伸，再将单铜丝放入退火炉内进行强制退火，退火温度为250-350度，退火时间20-25分钟，制成铜单丝，再铜单丝表面喷涂银层，再将多根铜单丝与多根碳纤维丝束绞，分别制成导体一、导体二和导体三；
（2）在导体一的外侧挤包无卤乙丙橡胶弹性体绝缘层，冷却2小时后，将四根导体一绞合在一起，并在外侧包覆铜塑复合带，采用无缝焊接进行固定，制成线芯一；
（3）在导体二的外侧挤包聚丙烯绝缘层，冷却2小时后，将凯芙拉纤维编织层包裹在聚丙烯绝缘层外侧，编织密度为90%；在导体三的外侧挤包低烟低卤聚氯乙烯绝缘层，冷却2小时后，将铝镁合金丝编织屏蔽层包覆在低烟低卤聚氯乙烯绝缘层外侧，再将涂有半导电胶体的纤维带包覆在铝镁合金丝编织屏蔽层的外侧，将两根导体二和两根导体三绞合在一起，并在外侧包覆铝箔麦拉带，构成线芯二；
（4）在橡胶锥形封板的两侧焊接左右橡胶挡板，构成四分之一骨架，将四根线芯二分别放入四个所述的四分之一骨架内侧，将一根线芯一放在四根线芯二中间，将四个四分之一骨架的左右挡板依次焊接连接，构成带有十字型空腔的橡胶骨架，在橡胶骨架的外侧四个拐角处分别通过胶黏粘接有聚氨酯弹性棒，橡胶骨架与线芯一、线芯二和聚氨酯弹性棒共同构成缆芯；
（5）在缆芯的外侧挤包交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层，冷却2小时后，将碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层包裹在交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层外侧，编织密度为90%，将碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层熔融成碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套，在碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织套外侧涂抹纳米硅防水胶，待防水胶凝固后，再包上铝合金带联锁铠装层，最后挤包氯磺化聚乙烯外护套，冷却4小时后，得成品电缆。
3.根据权利要求2所述的一种智能工业机器人用碳纤维加强型复合电缆的生产工艺，其特征在于：所述的碳纤维丝与镀锡钢丝混合编织层的熔融条件为：熔融温度为100-150度，熔融时间5-15分钟，并用5-10度空气吹扫冷却。
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2019
- 2019-05-05 CN CN201910367218.3A patent/CN110010272A/zh active Pending
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