一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆制造技术

本发明专利技术公开了一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆由控制线组、若干个动力线芯和棉丝填充绳绞合而成缆芯，缆芯自内而外依次包覆第一屏蔽防护层、屏蔽层、第二屏蔽防护层和外护套；所述动力线芯由导体和导体外包覆的绝缘层构成；所述控制线组由四根控制线芯绞合而成，所述控制线芯由导体和导体外包覆的绝缘层构成；所述棉丝填充绳由若干根棉丝绞合而成。本发明专利技术提供的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，通过新材料研制应用和电缆结构、制造工艺优化设计，使其柔软而富有弹性、耐弯曲、抗扭转，可广泛应用于工业用机器人的高频、高速工作环境中，可广泛应用于频繁弯曲移动的场合，而且高耐磨、耐油、使用寿命长，弯曲、扭转次数超过2000万次。

A high flexible torsion resistant composite cable for robot

The invention discloses a robot with high flexible torsion resistant composite cable by the control group, a plurality of power cable and wire rope twisted cotton filled cable core, a cable core from inside and outside the first shielding layer sequentially coated, shielding layer, second shielding layer and an outer sheath; the power line core by the conductor and the insulating layer is coated outside the conductor structure; the control group composed of four core twisted line control, the control wire core comprises an insulating layer and a conductor coated outside the conductor; the filling rope of cotton yarn by a twisted yarn and a plurality of cotton. With a high flexibility of the invention provides a robot torsional composite cable resistance, through the development of new materials and process optimization design and application of cable structure, manufacturing, which is soft and elastic, bending resistance and anti torsion, which can be widely used in industrial robot with high frequency and high speed in the work environment, can be widely used in frequent bending movement the occasion, and high wear resistance, oil resistance, long service life, more than 20 million times the number of bending and torsion.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆
本专利技术属于电缆
，具体设计一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆。
技术介绍
德国政府提出的“工业4.0”概念被称为第四次工业革命，在全球范围内引发新一轮的工业转型竞赛。未来将有越来越多的领域普及机器人、工业自动化、智能化。工信部等部委印发的《机器人产业发展规划》认为，到2020年，我国服务机器人年销售收入超过300亿元，而且随着工业自动化进程仍将保持高增长态势。机器人电缆是机器人的“血管”和“神经”，是机器人的重要零部件。高柔性、耐弯曲、抗扭转、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。机器人电缆导体柔韧性、绝缘材料的要求、线芯的组合、辅助材料的搭配、屏蔽的要求和外护套的材料与要求，这些都与常规电缆是有区别的，加上因高速运动，电缆的整体性要求也是相当严格的。如采用工艺不当和选材有误，此电缆会因弯曲、扭转而断裂，这是很普遍的现象。工业机器人用高性能机器人电缆绝大部分仍依赖进口，国内绝大部分企业生产的机器人电缆只能应用在一些扭转和弯曲频率低、幅度小、速度慢的非关键部位。同时，国外企业对机器人电缆制造技术严格保密，国内企业没有相应机器人电缆标准可用于参考。因此，研制高性能机器人电缆材料，突破高柔性机器人电缆设计和制造技术难题，实现机器人电缆国产化，对我国电线电缆行业和机器人产业的发展具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术通过新材料研制应用和电缆结构、制造工艺优化设计，保证电缆在频繁弯折的工作条件下具有长寿命。本专利技术提供的机器人电缆适用于工业机器人长期弯折运动部位，具备高柔性、屏蔽性好、抗扭转和弯曲性强、高耐磨、耐油、使用寿命长（弯曲、扭转次数均超过2000万次）。本专利技术采取以下技术方案来实现，一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆具体结构为：由控制线组、若干个动力线芯和棉丝填充绳绞合而成缆芯，缆芯自内而外依次包覆第一屏蔽防护层、屏蔽层、第二屏蔽防护层和外护套；所述动力线芯由导体和导体外包覆的绝缘层构成；所述控制线组由四根控制线芯绞合而成，所述控制线芯由导体和导体外包覆的绝缘层构成；所述棉丝填充绳由若干根棉丝绞合而成。前述的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，其特征在于：所述导体为多股精细镀锡软铜丝规则绞合而成，单丝直径为0.05mm-0.08mm。前述的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，其特征在于：所述导体外包覆的绝缘层为自主研发的耐热、耐弯折热塑性材料。前述的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，其特征在于：所述缆芯中的控制线组绞合的节径比为9-15倍，绞合方向为左向；控制线组、若干个动力线芯和棉丝填充绳绞合而成缆芯，控制线组和若干个动力线芯之间的间隙为棉丝填充绳。前述的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，其特征在于：缆芯外包覆的第一屏蔽防护层和第二屏蔽防护层材质相同，均为聚四氟乙烯带。前述的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，其特征在于：所述屏蔽层采用单丝直径为0.13mm的镀锡铜丝，编织节距为35±2mm，铜丝编织层覆盖密度为85%～90%。前述的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，其特征在于：第二屏蔽防护层外包覆的外护套材质为聚氨酯弹性体，具有优异的高强度、耐磨、耐油、能够承受高机械应力等特性。通过新材料研制应用和电缆结构、制造工艺优化设计，使本专利技术具有以下有益效果：1、所述导体采用单丝直径为0.05mm-0.08mm的多股精细镀锡软铜丝规则绞合而成，提高了电缆整体的耐弯曲性和柔软性，镀锡铜导体能显著提高铜导体抗氧化性和可焊接性；多股精细镀锡软铜丝规则绞合解决了在高速扭转移动环境下电缆导体折断的问题。2、所述导体外包覆的耐热、耐弯折热塑性绝缘材料，除了具有优异的电绝缘性能，还具有较高的机械强度、耐磨和抗疲劳等性能。3、所述聚四氟乙烯带，具有强度高、耐腐蚀、摩擦系数低（目前固体材料摩擦系数最低的材料）等主要性能；聚四氟乙烯带（PTFE）可吸收编织屏蔽层因扭转产生的扭力，可以完成必要的抵消运动，而且由于减少摩擦力且PTFE不易产生静电，提高了可靠性和安全性。所述棉丝填充材料，柔软、强度高、抗拉伸性能好，还能吸收因扭转运动产生的扭力。4、所述镀锡铜丝屏蔽层，既增加电缆柔软抗张性能，还防止外界电场与磁场对电缆信号传输的影响，具有良好的屏蔽作用，提高电缆的干挠防卫度，有效抑制外部无用信号干扰，还可减少电缆部件间因相对滑动磨擦引起的电荷积聚和释放的影响。5、所述聚氨酯弹性体护套材质，耐磨性优异、硬度大、强度高、弹性好，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性，可适用于有侵蚀性矿物油渗漏的区域以及需要电缆承受高机械应力的场合。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。附图标记：1—导体、2—绝缘层、3—控制线组、4—棉丝填充绳、5—第一屏蔽防护层、6—屏蔽层、7—第二屏蔽防护层、8—护套。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步说明。以下仅为本专利技术的较佳实施方式，本专利技术的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本专利技术所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。本专利技术一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆如图1所示，导体1、绝缘层2、控制线组3、棉丝填充绳4、第一屏蔽防护层5、屏蔽层6、第二屏蔽防护层7、护套8。本专利技术一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆由控制线组3、若干个动力线芯和棉丝填充绳4绞合而成缆芯，缆芯自内而外依次包覆第一屏蔽防护层5、屏蔽层6、第二屏蔽防护层7和护套8；所述动力线芯由导体1和导体外包覆的绝缘层2构成；所述控制线组3由四根控制线芯绞合而成，所述控制线芯由导体1和导体外包覆的绝缘层2构成；所述棉丝填充绳4由若干根棉丝绞合而成。导体1为多股精细镀锡软铜丝规则绞合而成，绞合方向为左向，单丝直径为0.05mm-0.08mm。绝缘层2是在导体1外挤包耐热、耐弯折热塑性绝缘材料。控制线组3由4个控制线芯绞合而成，绞合的节径比为9-15倍，绞合方向为左向。棉丝填充绳4由多根棉丝一次绞合而成，绞合方向左向，节距50mm，棉丝填充材料，柔软、强度高、抗拉伸性能好，还可吸收因扭转运动产生的扭力。五个棉丝填充绳4放置在控制线组和若干个动力线芯之间的中心和边角的间隙。第一屏蔽防护层5和第二屏蔽防护层7均采用重叠绕包方式将聚四氟乙烯带包覆在缆芯外，搭盖率为20%，绕包角45℃，绕包方向为右向，聚四氟乙烯带厚0.05mm。所述的屏蔽层6采用单丝直径为0.13mm的镀锡铜丝，编织节距为35±2mm，铜丝编织层覆盖密度为85%～90%，编织层不允许整体接续，露出的铜线头应修齐。护套8选用聚氨酯弹性体护套材质，耐磨性优异、硬度大、强度高、弹性好，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性，可适用于有侵蚀性矿物油渗漏的区域以及需要电缆承受高机械应力的场合。综上所述，本专利技术提供的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，通过新材料研制应用和电缆结构、制造工艺优化设计，柔软而富有弹性、耐弯曲、抗扭转，可广泛应用于工业用机器人的高频、高速工作环境中，易可广泛应用于频繁弯曲移动的场合，而且高耐磨、耐油、使用寿命长，弯曲、扭转次数超过2000万次。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆具体结构为：由控制线组3、若干个动力线芯和棉丝填充绳4绞合而成缆芯，缆芯自内而外依次包覆第一屏蔽防护层5、屏蔽层6、第二屏蔽防护层7和外护套8；所述动力线芯由导体1和导体外包覆的绝缘层2构成；所述控制线组3由四根控制线芯绞合而成，所述控制线芯由导体1和导体外包覆的绝缘层2构成；所述棉丝填充绳4由若干根棉丝绞合而成。

【技术特征摘要】
1.一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆具体结构为：由控制线组3、若干个动力线芯和棉丝填充绳4绞合而成缆芯，缆芯自内而外依次包覆第一屏蔽防护层5、屏蔽层6、第二屏蔽防护层7和外护套8；所述动力线芯由导体1和导体外包覆的绝缘层2构成；所述控制线组3由四根控制线芯绞合而成，所述控制线芯由导体1和导体外包覆的绝缘层2构成；所述棉丝填充绳4由若干根棉丝绞合而成。2.根据权利要求1所述的一种机器人用高柔性抗扭转复合电缆，其特征在于所述导体1为多股精细镀锡软铜丝规则绞合而成，单丝直径为0.05mm-0.08mm；所述导体1外包覆的绝缘层2为自主研发的耐热、耐弯折热塑性材料。3.根据权利要求1所述的一种机器人用高柔性抗扭转复...

【专利技术属性】
技术研发人员：史德友，周供华，刘辉，霍崇暕，杨达，韩宝忠，
申请(专利权)人：上海起帆电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31