工業機器人用耐扭曲軟電纜的開發

丁紅梅,周　斌,田維生（遠東電纜有限公司,江蘇　宜興　214257）

工業機器人用耐扭曲軟電纜的開發

丁紅梅,周斌,田維生
（遠東電纜有限公司,江蘇宜興214257）

摘要：介紹了工業機器人用耐扭曲軟電纜的特點，研究了產品的關鍵技術，編制了產品的企業標準，簡述了產品的技術和生產現狀，試制了樣品線，檢測了樣品性能，申報了產品專利，通過了投產鑒定，綜合性能達到國內領先水平。

關鍵詞：工業機器人；耐扭曲軟電纜；特點

0　引言

目前，國內工業企業在生產中采用了越來越多的機器人，工業機器人成了工業自動化的代名詞，工業機器人一是可以提高產品的質量和產量，二是可以加強人身安全的保障、勞動環境的改善、勞動強度的減輕，原材料消耗的降低。機器人與計算機、網絡技術一起，得到了廣泛的社會應用，對人們的生產與生活方式帶來了很大改變，機器人在提高人類的生活質量方面發揮著重要的作用。

隨著社會的發展，工業機器人的應用會更深、更廣，智能化水平會更高。已經從汽車制造業方面推廣到其它制造業及非制造行業，例如采礦業、建筑業以及水電系統維護維修等各種行業。另外，在國防軍事、醫療衛生、生活服務多領域，機器人也有越來越多的應用，例如無人偵察飛行器、醫療機器人、家政服務機器人等。可以說，工業機器人是人類工業機械化提高的一個重要標志，有十分樂觀的未來發展。

隨著工業機器人技術的日趨成熟化，工業機器人的應用開始迅速推廣。由于機器人的特殊使用特性，要求其配套的電纜產品具有強度高、柔性高、耐扭轉性能好、安全性高等特性。隨著機器人行業的快速增長，所接觸的使用環境越來越苛刻，對機器人電纜的要求也越來越高。高柔性、耐扭轉是現在使用機器人電纜的客戶多多關注的方面。

近年來，公司經理接到的工業機器人用耐扭曲軟電纜訂單量逐漸增大，客戶經常抱怨在代理商處采購價格太高，從國外進口價格更高。

所以，遠東電纜有限公司把工業機器人耐扭曲軟電纜的開發列入到公司的2014年度新產品開發計劃。

1　產品的關鍵技術

本產品的關鍵技術是導體結構設計、絕緣厚度控制技術、纜芯的結構設計、彈性體材料選用技術、高柔性與耐扭轉驗證技術。

1.1導體結構設計

為了使電纜更柔軟，采用符合GB/T3956-2008標準中6類軟銅絲，增加導體的柔軟性。為了使導體表面圓整，導體采用分線板、小節距束絲而成，且綜合考慮了電性能和銅絲機械強度，采用了斷裂伸長率約18%的銅絲生產導體。

1.2絕緣厚度控制技術

因絕緣層厚度薄，考慮到絕緣機械性能要達到標準要求，主要從以下兩方面考慮：一是擠壓模具優化設計：增大內外模具錐角，且內外模具錐角差適當加大；二是擠出工藝優化改進：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纜芯的結構設計

為提高電纜的柔軟性，纜芯采用一層成纜的結構；考慮到電纜處于長時間的正常運行，保證絕緣線芯的結構穩定，選用高強度的棉線作為填充。

1.4彈性體材料選用技術

為了提高電纜長期運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，絕緣的抗拉強度不小于10.0MPa，斷裂伸長率不小于300%；護套的抗拉強度不小于15.0MPa，斷裂伸長率不小于400%。

1.5高柔性與耐扭轉驗證技術

一是高柔性驗證：該電纜應通過電流負荷、電壓負荷曲撓試驗，應經受60000次雙向彎曲，即120000次單向彎曲后，既不發生電流斷路，也不發生導體之間短路。

二是耐扭轉性驗證：該電纜按±360°/秒（逆時針順時針交替扭轉360°為一次）扭轉速度扭轉,應經受500萬次雙向扭轉，即1000萬次單向扭轉后，既不發生電流斷路，也不發生導體之間的短路。

2　產品的企業標準

遠東電纜有限公司編制了產品《額定電壓300/500V工業機器人用耐扭曲軟電纜》的企業標準，標準編號為Q/320282DCE008-2015，在2015年6月10號，到無錫市宜興質量技術監督局注冊備案，注冊備案號為19534-2015-K。

3　產品的技術現狀與生產現狀

隨著工業機器人技術的日趨成熟化，工業機器人的應用開始迅速推廣。由于機器人的特殊使用特性，要求其配套的電纜產品具有高強度、高柔性、耐扭轉性能好、安全性高等特性。隨著機器人行業的快速增長，所接觸的使用環境越來越苛刻，對機器人電纜的要求也越來越高。高柔性、耐扭轉，是現在機器人電纜使用最為關注的方面。

該電纜具有良好的高柔性、耐扭轉等優點。電纜具有較好的電絕緣性，在工業機器人使用中能長期承受電壓作用，穩定的絕緣電阻。適用安裝在扭力和彎曲應力同時存在的各種場合。目前，國內生產的電纜難以滿足工業機器人電纜在使用上的一些特殊性能要求，多數以進口產品為主。

4　樣品的試制與性能測試

遠東電纜有限公司試制了成品電纜，型號與規格為JQR-EE 300/500V7×1.5mm2。在2015年4月2號，經國家電線電纜質量監督檢驗中心檢測，產品的各項性能達到企業標準（Q/320282DCE008-2015）的要求。

5　產品的專利申請

2014年9月5號，以本文為基礎的“一種智慧能源工業機器人專用電纜”，向國家知識產權局提出了實用新型專利申請并獲受理，專利號為ZL201420514016.X；在2014年12月31號獲得授權，授權公告號為CN204066786U。

6　產品的投產鑒定

2015年6月27號，江蘇省經濟和信息化委員會對遠東電纜有限公司開發的《額定電壓300/500V工業機器人用耐扭曲軟電纜（JQREE-300/500V）》的投產進行了專家鑒定，獲新產品新技術鑒定證書（蘇經信鑒字[2015]206號），該產品結構設計合理，獲實用新型專利授權證書，產品具有優良的電氣性能、十分突出的柔性曲撓性能、耐扭轉性能；主要用于替代進口；產品的綜合性能達到了國內領先水平；經用戶使用后，反映良好,同意產品通過鑒定，能批量生產。

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