一種工業(yè)機(jī)器人用電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人自動化控制用電纜領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)機(jī)器人用電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。國外專家預(yù)測，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(UNECE)和國際機(jī)器人聯(lián)合會(IFR)的統(tǒng)計(jì)，世界機(jī)器人市場前景看好，從20世紀(jì)下半葉起，世界機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，機(jī)器人產(chǎn)品發(fā)展速度加快，年增長率平均在10%左右。2004年增長率達(dá)到創(chuàng)記錄的20 %。其中，亞洲機(jī)器人增長幅度最為突出，高達(dá)43 %。
[0003]我國的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人；其中有130多臺套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠性低于國外產(chǎn)品；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國已安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，“一客戶，一次重新設(shè)計(jì)”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、?；O(shè)計(jì)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
[0004]據(jù)UNECE/IFR預(yù)測，至2007年，全球新安裝機(jī)器人的數(shù)量將從2003年的81800套增至2007年的106000套，年平均增長7%。其中，日本2003-2007年工業(yè)機(jī)器人的銷售將從2003年的31600增長至2007年的41000套；歐洲2003-2007年工業(yè)機(jī)器人將從2003年的27100套增長至2007年的34000套；北美2003-2007年工業(yè)機(jī)器人市場每年平均增長5.8%,S 2007年將增長到16000套。
[0005]我國從上世紀(jì)80年代開始在高校和科研單位全面開展工業(yè)機(jī)器人的研宄，近20年來取得不少的科研成果。近10年來，進(jìn)口機(jī)器人的價(jià)格大幅度降低，對我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展造成了一定的影響，特別是我國自行制造的普通工業(yè)機(jī)器人在價(jià)格上根本無法與之競爭。特別是我國在研制機(jī)器人的初期，沒有同步發(fā)展相應(yīng)的零部件產(chǎn)業(yè)，使得國內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)的機(jī)器人過程中，只能依賴配套進(jìn)口的零部件，作為機(jī)器人的關(guān)鍵部件的機(jī)器人用電纜更是依靠進(jìn)口，目前多采購于日本的產(chǎn)品，更削弱了我國企業(yè)的價(jià)格競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了改善以上局面，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、符合國家對相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)定、滿足實(shí)際使用需求的工業(yè)機(jī)器人用電纜，其能夠形成產(chǎn)業(yè)化，從而完全替代進(jìn)口產(chǎn)品。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種工業(yè)機(jī)器人用電纜，包括由多根信號控制線芯沿著纖維繩右向纏繞形成的纜芯，纜芯外左向重疊繞包一層無紡布帶，無紡布帶外設(shè)有屏蔽層，屏蔽層外包覆有電纜護(hù)套層，所述信號控制線芯的導(dǎo)體為極細(xì)銅絲精絞而成，導(dǎo)體的外側(cè)包裹有一層絕緣層，所述極細(xì)銅絲的直徑為0.05?0.08mm。
[0009]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述屏蔽層由鍍錫絲編織而成。
[0010]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電纜護(hù)套層為尼龍12材料制成。該材料具有良好的熱穩(wěn)定性、良好的柔軟性、韌性和耐磨性能，具有良好的自潤滑特性，對于電纜護(hù)套層之間由于互相摩擦起到降低摩擦系數(shù)作用；抗化學(xué)腐蝕性能優(yōu)良，特別是抗汽油、機(jī)油及其油品的性能優(yōu)異。
[0011]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述絕緣層為PEEK材料制成。該材料具有耐高溫性，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg = 1430C )和熔點(diǎn)(Tm = 3340C )，其負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316°C，長期使用溫度為260°C，瞬時使用溫度可達(dá)300°C，其機(jī)械性能較優(yōu)良，具有較高的剛性和柔性，特別是對交變應(yīng)力下的抗疲勞性非常突出，可與合金材料相媲美；另外，該材料具有優(yōu)良的滑動特性，對于絕緣層之間由于互相摩擦起到降低摩擦系數(shù)作用，該材料除耐腐蝕性濃硫酸外，不溶于任何溶劑和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，而且耐水解，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性；該材料阻燃性較好，具有自熄性，即使不加任何阻燃劑，可達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)的94V-0級。
[0012]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述信號控制線芯分一層或多層于纖維繩外布置。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的纜芯包括多根信號控制線芯，能夠?qū)Χ嘟M各種機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；線芯由極細(xì)銅絲精絞而成，其極小的直徑通過精絞后達(dá)到耐彎曲、耐扭轉(zhuǎn)、不易斷裂的效果；線芯外周包覆有絕緣層，纜芯外側(cè)有無紡布帶、屏蔽層和電纜護(hù)套層，確保電纜整體具有優(yōu)良的機(jī)械物理性能，其耐彎曲及扭轉(zhuǎn)性能超過6000萬次而不發(fā)生電纜變形、導(dǎo)體斷裂現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]上述圖中的標(biāo)記為:1-纖維繩，2-信號控制線芯，3-無紡布帶，4-屏蔽層，5-電纜護(hù)套層，21-導(dǎo)體，22-絕緣層。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]參照圖1，本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人用電纜由內(nèi)至外包括纖維繩1、信號控制線芯2、無紡布帶3、屏蔽層4以及電纜護(hù)套層5。
[0018]信號控制線芯2的數(shù)量為多根，其沿著纖維繩I右向纏繞，信號控制線芯2和纖維繩I組成纜芯。為了達(dá)到較好的強(qiáng)度，信號控制線芯2 —般采用一層或多層的方式在纖維繩I外進(jìn)行布置，在圖1的實(shí)施例中，信號控制線芯2具有兩層，在其他實(shí)施例中，信號控制線芯2的層數(shù)還可以設(shè)為一層、三層或以上。這種分層布置配合右向纏繞的方式具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不變形、抗拉力的優(yōu)點(diǎn)。
[0019]無紡布帶3采用左向重疊纏繞的方式包裹于纜芯外，其將信號控制線芯2緊密包裹于纖維繩I外，起到定型和保護(hù)隔離的作用。無紡布帶3所采用的左向纏繞方式與信號控制線芯2的右向纏繞方式相反，能夠大大增加電纜整體的強(qiáng)度。無紡布帶3采用重疊纏繞的方式得到，不需一體成型，具有生產(chǎn)方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]屏蔽層4設(shè)于無紡布帶3外，其起到屏蔽外部信號、防止信號干擾的作用。為了達(dá)到良好的屏蔽效果和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，此屏蔽層一般由鍍錫絲編織而成，這種鍍錫絲能夠經(jīng)多次彎曲而不破損，確保具有良好的屏蔽效果。
[0021]電纜護(hù)套層5包覆于屏蔽層4外，起到整體保護(hù)的作用。本發(fā)明的電纜護(hù)套層5采用尼龍12材料制成，尼龍12材料即PA12材料，此材料具有良好的熱穩(wěn)定性、良好的柔軟性、韌性和耐磨性能，具有良好的自潤滑特性，對于電纜護(hù)套層之間由于互相摩擦起到降低摩擦系數(shù)作用；抗化學(xué)腐蝕性能優(yōu)良，特別是抗汽油、機(jī)油及其油品的性能優(yōu)異。
[0022]本發(fā)明的信號控制線芯2用于對機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并傳輸?shù)綑C(jī)器人控制中心，機(jī)器人控制中心通過電纜對機(jī)器人手臂運(yùn)行軌跡進(jìn)行控制。每條信號控制線芯2由導(dǎo)體21以及絕緣層22組成，絕緣層22包裹于導(dǎo)體21的外側(cè)。導(dǎo)體21由極細(xì)銅絲精絞而成，這些極細(xì)銅絲的直徑為0.05?0.08mm，通過精絞后具有耐彎曲，耐扭轉(zhuǎn)，不易斷裂的優(yōu)點(diǎn)。絕緣層22為PEEK材料(聚醚醚酮)制成。該材料具有耐高溫性，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg = 1430C )和熔點(diǎn)(Tm = 3340C )，其負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316°C，長期使用溫度為260°C，瞬時使用溫度可達(dá)300°C，其機(jī)械性能較優(yōu)良，具有較高的剛性和柔性，特別是對交變應(yīng)力下的抗疲勞性非常突出，可與合金材料相媲美；另外，該材料具有優(yōu)良的滑動特性，對于絕緣層之間由于互相摩擦起到降低摩擦系數(shù)作用，該材料除耐腐蝕性濃硫酸外，不溶于任何溶劑和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，而且耐水解，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性；該材料阻燃性較好，具有自熄性，即使不加任何阻燃劑，可達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)的94V-0級。
[0023]本發(fā)明的機(jī)器人電纜除具有優(yōu)良的機(jī)械物理性能外，其耐彎曲及扭轉(zhuǎn)性能超過6000萬次而不發(fā)生電纜變形、導(dǎo)體斷裂現(xiàn)象。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工業(yè)機(jī)器人用電纜，其特征在于:包括由多根信號控制線芯沿著纖維繩右向纏繞形成的纜芯，纜芯外左向重疊繞包一層無紡布帶，無紡布帶外設(shè)有屏蔽層，屏蔽層外包覆有電纜護(hù)套層，所述信號控制線芯的導(dǎo)體為極細(xì)銅絲精絞而成，導(dǎo)體的外側(cè)包裹有一層絕緣層，所述極細(xì)銅絲的直徑為0.05?0.08mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機(jī)器人用電纜，其特征在于:所述屏蔽層由鍍錫絲編織而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機(jī)器人用電纜，其特征在于:所述電纜護(hù)套層為尼龍12材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機(jī)器人用電纜，其特征在于:所述絕緣層為PEEK材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機(jī)器人用電纜，其特征在于:所述信號控制線芯分一層或多層于纖維繩外布置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種工業(yè)機(jī)器人用電纜，包括由多根信號控制線芯沿著纖維繩右向纏繞形成的纜芯，纜芯外左向重疊繞包一層無紡布帶，無紡布帶外設(shè)有屏蔽層，屏蔽層外包覆有電纜護(hù)套層，所述信號控制線芯的導(dǎo)體為極細(xì)銅絲精絞而成，導(dǎo)體的外側(cè)包裹有一層絕緣層，所述極細(xì)銅絲的直徑為0.05～0.08mm。本發(fā)明的纜芯包括多根信號控制線芯，能夠?qū)Χ嘟M各種機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；線芯由極細(xì)銅絲精絞而成，其極小的直徑通過精絞后達(dá)到耐彎曲、耐扭轉(zhuǎn)、不易斷裂的效果；線芯外周包覆有絕緣層，纜芯外側(cè)有無紡布帶、屏蔽層和電纜護(hù)套層，確保電纜整體具有優(yōu)良的機(jī)械物理性能，其耐彎曲及扭轉(zhuǎn)性能超過6000萬次而不發(fā)生電纜變形、導(dǎo)體斷裂現(xiàn)象。
【IPC分類】H01B7-29, H01B11-06, H01B5-08, H01B7-28, H01B7-17, H01B7-04, H01B7-295, H01B7-18
【公開號】CN104681201
【申請?zhí)枴緾N201510134991
【發(fā)明人】曹奎紅, 陳永軍, 曹園, 宋磊, 劉凱, 吳曉宇, 胡德壽
【申請人】中特華星電纜股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月25日