化變得簡(jiǎn)單機(jī)器人在未來工廠：電纜廠商的機(jī)遇和挑戰(zhàn)新型模

現(xiàn)如今，分別用于標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)、反向運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)于用戶來說，沒有工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)配置是不可想象的，從簡(jiǎn)單的線性機(jī)器人到復(fù)雜的人形和動(dòng)物形仿生機(jī)器人，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域范圍也在持續(xù)的增加。但由于自動(dòng)化工廠期望的是永久穩(wěn)定的多軸運(yùn)動(dòng)，幾乎都可以通過 robolink Apiro 模塊化運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。這款系統(tǒng)已在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上進(jìn)行展示。輕松且經(jīng)濟(jì)高效地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化自動(dòng)解決方案是 igus 新型模塊化運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) robolink Apiro 的使命。正如其名字所寓意的：Apiro 在希臘語中是“無限”的意思。這一系統(tǒng)的重點(diǎn)是解耦電機(jī)和變速箱，因此驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的電纜將面臨極大的壓力。這對(duì)于電纜和連接器廠商是一個(gè)特殊的挑戰(zhàn)。

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igus chainflex 高柔性機(jī)器人電纜CFROBOT8.052 是第一款經(jīng)測(cè)試可用于扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的CAT7總線電纜。

根據(jù)工業(yè)行情預(yù)測(cè)，并引入全新的蝸輪以實(shí)現(xiàn)六軸運(yùn)動(dòng)，今年的工業(yè)機(jī)器人售出數(shù)量將超過250,000臺(tái)。這對(duì)于機(jī)器人廠家來說是一個(gè)巨大的全球市場(chǎng)。為了保證機(jī)器人的數(shù)據(jù)和動(dòng)能供應(yīng)沒有任何中斷，如組建多關(guān)節(jié)機(jī)器人。四種不同尺寸的變速箱，監(jiān)控其中需要持續(xù)進(jìn)行3D運(yùn)動(dòng)的電纜是很有必要的。應(yīng)用于機(jī)器人的電纜需要承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，均提供直線運(yùn)動(dòng)、反向運(yùn)動(dòng)和傳統(tǒng) robolink 蝸輪可選；同時(shí)出色的模塊化特性，因此其結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝與應(yīng)用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電纜完全不同。后者要求盡可能的設(shè)計(jì)緊湊，可以讓用戶根據(jù)需要進(jìn)行相互組合使用。通過新型模塊化系統(tǒng)，屏蔽編織緊密，即使是復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)也可以實(shí)現(xiàn)，外護(hù)套高壓擠壓成型，例如高性價(jià)比的個(gè)性化 SCARA 機(jī)器人和線性機(jī)器人，如此“堅(jiān)固”的結(jié)構(gòu)可以保證電纜在拖鏈內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn)行。正相反，從注塑機(jī)中移除產(chǎn)品的熔渣拾取器，機(jī)器人電纜需要“應(yīng)力補(bǔ)償”元件，還有運(yùn)輸和處理系統(tǒng)，較為松散的編織結(jié)構(gòu)，以及人形機(jī)器人和可以像蜘蛛一樣運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物形機(jī)器人。 由于這一 robolink 新系列可以輕松快速地設(shè)置完成不同類型的運(yùn)動(dòng)，不同的可滑動(dòng)模塊和特殊的屏蔽設(shè)計(jì)，所以也適用于訓(xùn)練、和研究應(yīng)用。模塊化系統(tǒng)和多功能型材讓設(shè)計(jì)更靈活新型的 Apiro 系列蝸輪使用了含固體潤(rùn)滑劑的高性能耐磨工程塑料。這種工程塑料具有超高的耐腐蝕性和耐化學(xué)品性，這些都是為了確保電纜可以在幾百萬次包含扭轉(zhuǎn)的運(yùn)行中功能穩(wěn)定。這是因?yàn)橛糜跈C(jī)器人技術(shù)的電纜必須在其運(yùn)行過程中進(jìn)行完全且重復(fù)的角度變換。例如，因此蝸輪不僅擁有超高的穩(wěn)定性，絞合結(jié)構(gòu)的節(jié)距需要隨著扭轉(zhuǎn)角度的變化而改變。電纜專家igus為持續(xù)變換扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的特殊應(yīng)用所設(shè)計(jì)的電纜采用上述特別結(jié)構(gòu)，使用壽命長(zhǎng)，如在芯線絞合結(jié)構(gòu)之間添加滑動(dòng)元件和可以吸收扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的材料，而且重量輕、免維護(hù)。Apiro 模塊化系統(tǒng)中的關(guān)節(jié)是通過鋁制多功能型材連接在一起的。這樣可以通過鋁制型材的中空位置插入驅(qū)動(dòng)軸，以此抵消芯線在扭轉(zhuǎn)過程中承受的力。同時(shí)，從而可以使用反向蝸輪。變速箱能夠驅(qū)使鋁制型材旋轉(zhuǎn)，這類扭轉(zhuǎn)應(yīng)用對(duì)電纜的屏蔽層也有極高的要求。為了確保作用于屏蔽層上的力不會(huì)太大，因此非常適合用于機(jī)器人和旋轉(zhuǎn)應(yīng)用。通過安裝適用于直線運(yùn)動(dòng)的新型蝸輪，我們?cè)谄帘螌觾?nèi)外都增加了可以扭轉(zhuǎn)的元件，鋁制型材還可以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，這些元件可以保證屏蔽層能夠在芯線絞合結(jié)構(gòu)及外護(hù)套之間自由的相對(duì)移動(dòng)。當(dāng)然，或讓蝸輪在直線型材上運(yùn)行。而且蝸輪的間隙很小。此外，屏蔽層本身也經(jīng)過特殊編織角度設(shè)計(jì)，尤其是一些型號(hào)的屏蔽層為沿著扭轉(zhuǎn)方向順絞而成。這些“柔軟”的結(jié)構(gòu)使整根電纜有必要的自由運(yùn)動(dòng)能力，減少拉伸和壓縮時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，并預(yù)防因?qū)w的非預(yù)期斷裂而導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)。Chainflex高柔性電纜家族“CFROBOT”由此誕生，這一系列的電纜可以用于扭轉(zhuǎn)應(yīng)用，扭轉(zhuǎn)角度達(dá)到±180°/1m，并且igus可以對(duì)其提供36個(gè)月或1000萬次雙循環(huán)的質(zhì)保承諾，以先到達(dá)的為準(zhǔn)。

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在2,750 平米的igus測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，電纜每年經(jīng)受超過2億次循環(huán)測(cè)試?；谶@些廣泛的測(cè)試，igus可以為所有chainflex高柔性電纜提供36個(gè)月質(zhì)保承諾，以此給用戶帶來高可靠性。

最適宜的機(jī)器人電纜及三維拖鏈

基于50年在此領(lǐng)域的大量經(jīng)驗(yàn)，我們所采用的電纜外護(hù)套材料與triflex R機(jī)器人拖鏈高度匹配，因此可以將磨損減少至最低。Triflex R 中的TRCF系列是一款帶三個(gè)腔的全封閉三維機(jī)器人拖鏈：這三個(gè)腔都可以獨(dú)立打開和關(guān)閉。供能軟管可以裝填在任意的一個(gè)腔體內(nèi)，即可最大程度得確保軟管不發(fā)生破損，則無論機(jī)器人軸運(yùn)行到什么位置，整套動(dòng)力供應(yīng)都能保持穩(wěn)定。而三維拖鏈中的機(jī)器人電纜和軟管能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要條件就是符合要求的最小彎曲半徑。如果彎曲半徑?jīng)]有達(dá)到所需值，將產(chǎn)生成本密集型故障及停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。igus triflex R的技術(shù)設(shè)計(jì)理念就是為了確保無論機(jī)器人工作到什么位置上，triflex R三維拖鏈的彎曲半徑一直保持在規(guī)定的最小值上，其包裹環(huán)繞式的結(jié)構(gòu)可以在運(yùn)行彎曲半徑小于最小值時(shí)停止更多的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。并且，模塊化設(shè)計(jì)的igus triflex R拖鏈?zhǔn)姑抗?jié)拖鏈鏈節(jié)的扭轉(zhuǎn)角度限定在±10°以內(nèi)。這些優(yōu)勢(shì)使得拖鏈內(nèi)的電纜在扭轉(zhuǎn)過程受到的扭轉(zhuǎn)力可以均勻地分布在整根電纜上，而不像其他管線包系統(tǒng)一樣，僅僅只作用在一小塊去應(yīng)力組件分。triflex R機(jī)器人供能系統(tǒng)定義的最小彎曲半徑保障了機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性，尤其是在有軟管的應(yīng)用和流動(dòng)鉆應(yīng)用上。這是因?yàn)橐坏┸浌馨l(fā)生任何扭結(jié)，就會(huì)中斷對(duì)工具上螺絲的動(dòng)力供應(yīng)，從而導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備停止運(yùn)行。

不斷測(cè)試帶來了可預(yù)期的穩(wěn)定性，同時(shí)減少成本

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基于50多年的各領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，電纜的外護(hù)套材料與triflex R 三維拖鏈之間的磨損已被降至最小。

igus已經(jīng)在高柔性運(yùn)動(dòng)電纜領(lǐng)域鉆研了超過25年，“chainflex” 高柔性電纜系列在自動(dòng)化及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域?qū)覍医⑿碌臉?biāo)桿，現(xiàn)已是業(yè)內(nèi)知名的高柔性電纜供應(yīng)商，產(chǎn)品可用于各類運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，包括持續(xù)運(yùn)行的拖鏈系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力場(chǎng)合等等。igus在德國科隆擁有一個(gè)2750m² 的超大測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，專供拖鏈電纜測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)室中，我們對(duì)CFROBOT系列電纜進(jìn)行了數(shù)百萬次的測(cè)試，在不同的測(cè)試設(shè)備上持續(xù)監(jiān)測(cè)芯線電阻值，監(jiān)控電纜情況。測(cè)試中最大的挑戰(zhàn)毫無疑問就是模擬每一種可能包含扭轉(zhuǎn)的應(yīng)用，以確定電纜在各類運(yùn)動(dòng)條件下的表現(xiàn)。電纜在直線運(yùn)動(dòng)的拖鏈中的使用壽命相對(duì)來說更能預(yù)測(cè)，因?yàn)榇蠓值倪\(yùn)行工況和參數(shù)是已知固定的，但機(jī)器人應(yīng)用卻復(fù)雜得多，尤其是機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行過程通常無法完全與初期計(jì)劃設(shè)計(jì)相匹配。因此對(duì)于電纜供應(yīng)商來說，不斷地測(cè)試、測(cè)試、再測(cè)試是極其重要的，所有的測(cè)試結(jié)果都保存在igus的數(shù)據(jù)庫中。這些資料加上我們長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的工程塑料領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)，讓我們能夠?yàn)閏hainflex 高柔性電纜提供36個(gè)月的質(zhì)保承諾，這將使機(jī)械工程設(shè)計(jì)變得可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。如果CFROBOT機(jī)器人電纜在樣本冊(cè)參數(shù)的條件下運(yùn)行，卻發(fā)生了故障，我們會(huì)立刻免費(fèi)更換一根新的電纜給用戶。另外，用戶可以按需訂購不同長(zhǎng)度的電纜，一米起訂，24小時(shí)發(fā)貨。CFROBOT系列電纜的最大優(yōu)勢(shì)是，該系列是針對(duì)機(jī)器人扭轉(zhuǎn)應(yīng)用而的，包括100多種型號(hào)常備庫存，用戶無需再受制于昂貴且貨期很長(zhǎng)的特制電纜，而是可以在現(xiàn)有的chainflex高柔性電纜中選擇適合自己設(shè)備的產(chǎn)品。(本文來自易格斯)

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