丁紅梅,周　斌,田維生（遠(yuǎn)東電纜有限公司,江蘇　宜興　214257）

工業(yè)機(jī)器人用耐扭曲軟電纜的開發(fā)

丁紅梅,周斌,田維生
（遠(yuǎn)東電纜有限公司,江蘇宜興214257）

摘要：介紹了工業(yè)機(jī)器人用耐扭曲軟電纜的特點(diǎn)，研究了產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)，編制了產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)述了產(chǎn)品的技術(shù)和生產(chǎn)現(xiàn)狀，試制了樣品線，檢測(cè)了樣品性能，申報(bào)了產(chǎn)品專利，通過了投產(chǎn)鑒定，綜合性能達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；耐扭曲軟電纜；特點(diǎn)

0　引言

目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)中采用了越來越多的機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人成了工業(yè)自動(dòng)化的代名詞，工業(yè)機(jī)器人一是可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，二是可以加強(qiáng)人身安全的保障、勞動(dòng)環(huán)境的改善、勞動(dòng)強(qiáng)度的減輕，原材料消耗的降低。機(jī)器人與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一起，得到了廣泛的社會(huì)應(yīng)用，對(duì)人們的生產(chǎn)與生活方式帶來了很大改變，機(jī)器人在提高人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮著重要的作用。

隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用會(huì)更深、更廣，智能化水平會(huì)更高。已經(jīng)從汽車制造業(yè)方面推廣到其它制造業(yè)及非制造行業(yè)，例如采礦業(yè)、建筑業(yè)以及水電系統(tǒng)維護(hù)維修等各種行業(yè)。另外，在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務(wù)多領(lǐng)域，機(jī)器人也有越來越多的應(yīng)用，例如無人偵察飛行器、醫(yī)療機(jī)器人、家政服務(wù)機(jī)器人等?？梢哉f，工業(yè)機(jī)器人是人類工業(yè)機(jī)械化提高的一個(gè)重要標(biāo)志，有十分樂觀的未來發(fā)展。

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的日趨成熟化，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用開始迅速推廣。由于機(jī)器人的特殊使用特性，要求其配套的電纜產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、柔性高、耐扭轉(zhuǎn)性能好、安全性高等特性。隨著機(jī)器人行業(yè)的快速增長(zhǎng)，所接觸的使用環(huán)境越來越苛刻，對(duì)機(jī)器人電纜的要求也越來越高。高柔性、耐扭轉(zhuǎn)是現(xiàn)在使用機(jī)器人電纜的客戶多多關(guān)注的方面。

近年來，公司經(jīng)理接到的工業(yè)機(jī)器人用耐扭曲軟電纜訂單量逐漸增大，客戶經(jīng)常抱怨在代理商處采購(gòu)價(jià)格太高，從國(guó)外進(jìn)口價(jià)格更高。

所以，遠(yuǎn)東電纜有限公司把工業(yè)機(jī)器人耐扭曲軟電纜的開發(fā)列入到公司的2014年度新產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃。

1　產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)

本產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)是導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、絕緣厚度控制技術(shù)、纜芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、彈性體材料選用技術(shù)、高柔性與耐扭轉(zhuǎn)驗(yàn)證技術(shù)。

1.1導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了使電纜更柔軟，采用符合GB/T3956-2008標(biāo)準(zhǔn)中6類軟銅絲，增加導(dǎo)體的柔軟性。為了使導(dǎo)體表面圓整，導(dǎo)體采用分線板、小節(jié)距束絲而成，且綜合考慮了電性能和銅絲機(jī)械強(qiáng)度，采用了斷裂伸長(zhǎng)率約18%的銅絲生產(chǎn)導(dǎo)體。

1.2絕緣厚度控制技術(shù)

因絕緣層厚度薄，考慮到絕緣機(jī)械性能要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，主要從以下兩方面考慮：一是擠壓模具優(yōu)化設(shè)計(jì)：增大內(nèi)外模具錐角，且內(nèi)外模具錐角差適當(dāng)加大；二是擠出工藝優(yōu)化改進(jìn)：為提高物料的塑化效果，提高擠出溫度，比正常溫度提高10～20℃。

1.3纜芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為提高電纜的柔軟性，纜芯采用一層成纜的結(jié)構(gòu)；考慮到電纜處于長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行，保證絕緣線芯的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，選用高強(qiáng)度的棉線作為填充。

1.4彈性體材料選用技術(shù)

為了提高電纜長(zhǎng)期運(yùn)行溫度和電纜的柔性，本文選擇了高電性能、高柔軟度的熱塑性彈性體材料，絕緣的抗拉強(qiáng)度不小于10.0MPa，斷裂伸長(zhǎng)率不小于300%；護(hù)套的抗拉強(qiáng)度不小于15.0MPa，斷裂伸長(zhǎng)率不小于400%。

1.5高柔性與耐扭轉(zhuǎn)驗(yàn)證技術(shù)

一是高柔性驗(yàn)證：該電纜應(yīng)通過電流負(fù)荷、電壓負(fù)荷曲撓試驗(yàn)，應(yīng)經(jīng)受60000次雙向彎曲，即120000次單向彎曲后，既不發(fā)生電流斷路，也不發(fā)生導(dǎo)體之間短路。

二是耐扭轉(zhuǎn)性驗(yàn)證：該電纜按±360°/秒（逆時(shí)針順時(shí)針交替扭轉(zhuǎn)360°為一次）扭轉(zhuǎn)速度扭轉(zhuǎn),應(yīng)經(jīng)受500萬次雙向扭轉(zhuǎn)，即1000萬次單向扭轉(zhuǎn)后，既不發(fā)生電流斷路，也不發(fā)生導(dǎo)體之間的短路。

2　產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

遠(yuǎn)東電纜有限公司編制了產(chǎn)品《額定電壓300/500V工業(yè)機(jī)器人用耐扭曲軟電纜》的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為Q/320282DCE008-2015，在2015年6月10號(hào)，到無錫市宜興質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局注冊(cè)備案，注冊(cè)備案號(hào)為19534-2015-K。

3　產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀與生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的日趨成熟化，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用開始迅速推廣。由于機(jī)器人的特殊使用特性，要求其配套的電纜產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、高柔性、耐扭轉(zhuǎn)性能好、安全性高等特性。隨著機(jī)器人行業(yè)的快速增長(zhǎng)，所接觸的使用環(huán)境越來越苛刻，對(duì)機(jī)器人電纜的要求也越來越高。高柔性、耐扭轉(zhuǎn)，是現(xiàn)在機(jī)器人電纜使用最為關(guān)注的方面。

該電纜具有良好的高柔性、耐扭轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。電纜具有較好的電絕緣性，在工業(yè)機(jī)器人使用中能長(zhǎng)期承受電壓作用，穩(wěn)定的絕緣電阻。適用安裝在扭力和彎曲應(yīng)力同時(shí)存在的各種場(chǎng)合。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電纜難以滿足工業(yè)機(jī)器人電纜在使用上的一些特殊性能要求，多數(shù)以進(jìn)口產(chǎn)品為主。

4　樣品的試制與性能測(cè)試

遠(yuǎn)東電纜有限公司試制了成品電纜，型號(hào)與規(guī)格為JQR-EE 300/500V7×1.5mm2。在2015年4月2號(hào)，經(jīng)國(guó)家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，產(chǎn)品的各項(xiàng)性能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Q/320282DCE008-2015）的要求。

5　產(chǎn)品的專利申請(qǐng)

2014年9月5號(hào)，以本文為基礎(chǔ)的“一種智慧能源工業(yè)機(jī)器人專用電纜”，向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出了實(shí)用新型專利申請(qǐng)并獲受理，專利號(hào)為ZL201420514016.X；在2014年12月31號(hào)獲得授權(quán)，授權(quán)公告號(hào)為CN204066786U。

6　產(chǎn)品的投產(chǎn)鑒定

2015年6月27號(hào)，江蘇省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)對(duì)遠(yuǎn)東電纜有限公司開發(fā)的《額定電壓300/500V工業(yè)機(jī)器人用耐扭曲軟電纜（JQREE-300/500V）》的投產(chǎn)進(jìn)行了專家鑒定，獲新產(chǎn)品新技術(shù)鑒定證書（蘇經(jīng)信鑒字[2015]206號(hào)），該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，獲實(shí)用新型專利授權(quán)證書，產(chǎn)品具有優(yōu)良的電氣性能、十分突出的柔性曲撓性能、耐扭轉(zhuǎn)性能；主要用于替代進(jìn)口；產(chǎn)品的綜合性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平；經(jīng)用戶使用后，反映良好,同意產(chǎn)品通過鑒定，能批量生產(chǎn)。

作者簡(jiǎn)介：丁紅梅（1977-），女，江蘇淮安市人，大專，工程師，主要從事:電線電纜類產(chǎn)品工藝與研發(fā)工作。