工业机器人用耐扭曲软电缆的开发

丁红梅　周斌　田维生

摘 要：介绍了工业机器人用耐扭曲软电缆的特点，研究了产品的关键技术，编制了产品的企业标准，简述了产品的技术和生产现状，试制了样品线，检测了样品性能，申报了产品专利，通过了投产鉴定，综合性能达到国内领先水平。

关键词：工业机器人；耐扭曲软电缆；特点

0 引言

目前，国内工业企业在生产中采用了越来越多的机器人，工业机器人成了工业自动化的代名词，工业机器人一是可以提高产品的质量和产量，二是可以加强人身安全的保障、劳动环境的改善、劳动强度的减轻，原材料消耗的降低。机器人与计算机、网络技术一起，得到了广泛的社会应用，对人们的生产与生活方式带来了很大改变，机器人在提高人类的生活质量方面发挥着重要的作用。

随着社会的发展，工业机器人的应用会更深、更广，智能化水平会更高。已经从汽车制造业方面推广到其它制造业及非制造行业，例如采矿业、建筑业以及水电系统维护维修等各种行业。另外，在国防军事、医疗卫生、生活服务多领域，机器人也有越来越多的应用，例如无人侦察飞行器、医疗机器人、家政服务机器人等。可以说，工业机器人是人类工业机械化提高的一个重要标志，有十分乐观的未来发展。

随着工业机器人技术的日趋成熟化，工业机器人的应用开始迅速推广。由于机器人的特殊使用特性，要求其配套的电缆产品具有强度高、柔性高、耐扭转性能好、安全性高等特性。随着机器人行业的快速增长，所接触的使用环境越来越苛刻，对机器人电缆的要求也越来越高。高柔性、耐扭转是现在使用机器人电缆的客户多多关注的方面。

近年来，公司经理接到的工业机器人用耐扭曲软电缆订单量逐渐增大，客户经常抱怨在代理商处采购价格太高，从国外进口价格更高。

所以，远东电缆有限公司把工业机器人耐扭曲软电缆的开发列入到公司的2014年度新产品开发计划。

1 产品的关键技术

本产品的关键技术是导体结构设计、绝缘厚度控制技术、缆芯的结构设计、弹性体材料选用技术、高柔性与耐扭转验证技术。

1.1 导体结构设计

为了使电缆更柔软，采用符合GB/T 3956-2008标准中6类软铜丝，增加导体的柔软性。为了使导体表面圆整，导体采用分线板、小节距束丝而成，且综合考虑了电性能和铜丝机械强度，采用了断裂伸长率约18%的铜丝生产导体。

1.2 绝缘厚度控制技术

因绝缘层厚度薄，考虑到绝缘机械性能要达到标准要求，主要从以下两方面考虑：一是挤压模具优化设计：增大内外模具锥角，且内外模具锥角差适当加大；二是挤出工艺优化改进：为提高物料的塑化效果，提高挤出温度，比正常温度提高10～20℃。

1.3 缆芯的结构设计

为提高电缆的柔软性，缆芯采用一层成缆的结构；考虑到电缆处于长时间的正常运行，保证绝缘线芯的结构稳定，选用高强度的棉线作为填充。

1.4 弹性体材料选用技术

为了提高电缆长期运行温度和电缆的柔性，本文选择了高电性能、高柔软度的热塑性弹性体材料，绝缘的抗拉强度不小于10.0MPa，断裂伸长率不小于300%；护套的抗拉强度不小于15.0MPa，断裂伸长率不小于400%。

1.5 高柔性与耐扭转验证技术

一是高柔性验证：该电缆应通过电流负荷、电压负荷曲挠试验，应经受60000次双向弯曲，即120000次单向弯曲后，既不发生电流断路，也不发生导体之间短路。

二是耐扭转性验证：该电缆按±360°/秒（逆时针顺时针交替扭转360°为一次）扭转速度扭转，应经受500万次双向扭转，即1000万次单向扭转后，既不发生电流断路，也不发生导体之间的短路。

2 产品的企业标准

远东电缆有限公司编制了产品《额定电压300/500V工业机器人用耐扭曲软电缆》的企业标准，标准编号为Q/320282DCE008-2015，在2015年6月10号，到无锡市宜兴质量技术监督局注册备案，注册备案号为19534-2015-K。

3 产品的技术现状与生产现状

随着工业机器人技术的日趋成熟化，工业机器人的应用开始迅速推广。由于机器人的特殊使用特性，要求其配套的电缆产品具有高强度、高柔性、耐扭转性能好、安全性高等特性。随着机器人行业的快速增长，所接触的使用环境越来越苛刻，对机器人电缆的要求也越来越高。高柔性、耐扭转，是现在机器人电缆使用最为关注的方面。

该电缆具有良好的高柔性、耐扭转等优点。电缆具有较好的电绝缘性，在工业机器人使用中能长期承受电压作用，稳定的绝缘电阻。适用安装在扭力和弯曲应力同时存在的各种场合。目前，国内生产的电缆难以满足工业机器人电缆在使用上的一些特殊性能要求，多数以进口产品为主。

4 样品的试制与性能测试

远东电缆有限公司试制了成品电缆，型号与规格为JQR-EE 300/500V 7×1.5 mm2。在2015年4月2号，经国家电线电缆质量监督检验中心检测，产品的各项性能达到企业标准（Q/320282DCE008-2015）的要求。

5 产品的专利申请

2014年9月5号，以本文为基础的“一种智慧能源工业机器人专用电缆”，向国家知识产权局提出了实用新型专利申请并获受理，专利号为ZL 2014 2 0514016.X；在2014年12月31号获得授权，授权公告号为CN 204066786 U。

6 产品的投产鉴定

2015年6月27号，江苏省经济和信息化委员会对远东电缆有限公司开发的《额定电压300/500V工业机器人用耐扭曲软电缆（JQR-EE-300/500V）》的投产进行了专家鉴定，获新产品新技术鉴定证书（苏经信鉴字[2015]206号），该产品结构设计合理，获实用新型专利授权证书，产品具有优良的电气性能、十分突出的柔性曲挠性能、耐扭转性能；主要用于替代进口；产品的综合性能达到了国内领先水平；经用户使用后，反映良好，同意产品通过鉴定，能批量生产。

作者简介：丁红梅（1977-），女，江苏淮安市人，大专，工程师，主要从事：电线电缆类产品工艺与研发工作。endprint