一种工业自动化机器人手臂用组合电缆
阅读说明：本技术 一种工业自动化机器人手臂用组合电缆 (Combined cable for industrial automatic robot arm ) 是由 晏政 盛金伟 徐静 倪志远 吴国良 张慎学 孙前程 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种工业自动化机器人手臂用组合电缆,包括缆芯及包覆于缆芯外部的碳纤维尼龙编织外护层,所述缆芯由动力缆、信号缆和保护气体气管绞合而成,动力缆包括第一铜导体、绕包于第一铜导体外部的第一聚脂薄膜层及包覆于第一聚脂薄膜层外部的氯丁橡胶护套层,信号缆包括由外至内依次设置的柔性聚氯乙烯护套、屏蔽层、第二聚脂薄膜层和信号芯体,信号芯体的间隙内设置填充层。本发明中,采用动力缆、信号缆、保护气体气管组合而成,易于安装,减少了安装时电缆松散的弊端,便于统一保护,节省安装空间,电缆的柔软和耐扭转性能大大提升,可完全满足使用要求,性价比高,实现了科技成果转化。(The invention discloses a combined cable for an industrial automatic robot arm, which comprises a cable core and a carbon fiber nylon woven outer protective layer coated outside the cable core, wherein the cable core is formed by twisting a power cable, a signal cable and a protective gas pipe, the power cable comprises a first copper conductor, a first polyester film layer coated outside the first copper conductor and a chloroprene rubber sheath layer coated outside the first polyester film layer, the signal cable comprises a flexible polyvinyl chloride sheath, a shielding layer, a second polyester film layer and a signal core body which are sequentially arranged from outside to inside, and a filling layer is arranged in a gap of the signal core body. According to the invention, the power cable, the signal cable and the protective gas pipe are combined, so that the cable is easy to install, the defect of loose cable during installation is reduced, unified protection is facilitated, the installation space is saved, the softness and the torsion resistance of the cable are greatly improved, the use requirements can be completely met, the cost performance is high, and the conversion of scientific and technological achievements is realized.)
技术领域
本发明属于机器人电缆技术领域，具体涉及一种工业自动化机器人手臂用组合电缆。
背景技术
随着工业机器人的产业规模壮大，机器人取代人工、国产机器人逐步取代进口机器人是大势所趋。目前的机器人电缆，由信号检测传输线和电源控制线分开组成，增加了在安装过程中的困难度，同时也占用了更大的使用空间，一定程度上也增大了开销成本。
机器人电缆作为工业机器人的重要联结部件，直接影响到机器人的使用寿命。传统机器人在高速扭转工况下，容易造成电缆断芯问题，进而大大降低了电缆的使用寿命。
目前的机器人电缆品种很少，而且还有很多的技术要求都不能同时满足，有柔软性能好但电缆不能长时间耐磨，影响了电缆的使用寿命；能长时间耐磨的电缆一般情况柔软性能不是很好，往往会被一些既要求电缆产品有高柔软性，又要能长时间耐磨耐曲饶而不影响电缆使用寿命的条件所束缚，大大影响了公司的经济效益。
传统机器人电缆生产技术工艺存在以下问题：1)信号线及动力传输线分开敷设，占用较多空间；2)耐高速扭转性能差；3)绝缘及护套柔软性能差；4)耐磨、耐油、耐腐蚀能差；5)安装更换不方便。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种工业自动化机器人手臂用组合电缆，具有节省空间、高寿命、高耐扭转性能、耐磨、耐油、耐腐蚀、方便快速维修安装且结构合理的优势。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
一种工业自动化机器人手臂用组合电缆，包括缆芯及包覆于缆芯外部的碳纤维尼龙编织外护层，所述缆芯由动力缆、信号缆和保护气体气管绞合而成，动力缆包括第一铜导体、绕包于第一铜导体外部的第一聚脂薄膜层及包覆于第一聚脂薄膜层外部的氯丁橡胶护套层，所述信号缆包括由外至内依次设置的柔性聚氯乙烯护套、屏蔽层、第二聚脂薄膜层和信号芯体，信号芯体的间隙内设置填充层。
进一步的，所述第一铜导体采用若干根单丝直径0.10mm的极细镀锡无氧软铜丝圆形绞合而成。
进一步的，所述信号芯体由十三根第二铜导体按照1+12排列方式组合而成，每根第二铜导体外部均设置高柔性软聚氯乙烯绝缘层，第二铜导体之间的间隙内设置填充层。
进一步的，所述高柔性软聚氯乙烯绝缘层的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯50-80份、丁腈橡胶弹性体10-30份、蓖麻油3-10份、硅微粉5-15份、硬脂酸0.2-6份。
进一步的，所述第二铜导体采用若干根单丝直径0.10mm的极细镀锡无氧软铜丝圆形绞合而成。
进一步的，所述屏蔽层采用镀锡铜丝编织屏蔽层，编织丝径为0.20mm，编织密度为80％，屏蔽层外侧下方纵置一根12/0.15mm的镀锡引流线。
进一步的，所述柔性聚氯乙烯护套的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯45-85份、丁腈橡胶弹性体7-25份、蓖麻油5-15份、硅微粉5-15份、硬脂酸1-8份。
进一步的，所述保护气体气管外部由内至外依次设置125℃辐照交联弹性体、碳纤维薄膜编织层和交联型聚氨酯弹性体护套。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、第一铜导体、第二铜导体分别采用若干根单丝直径0.10mm的极细镀锡无氧软铜丝圆形绞合而成，提高了电缆的柔软和耐扭转性能；
2、氯丁橡胶护套层采用特种氯丁橡胶耐扭转护套料，柔性聚氯乙烯护套和绝缘层采用高柔性软聚氯乙烯材料，使得电缆在扭转角度增大，达到1000万次以上往返运动，具有提升电缆的扭转使用寿命的效果，确保电缆正常运行，保证动力系统及信号系统的有效传输，减少不必要的经济及生命损失；
3、信号缆采用1+12非正规排列及填充棉绳，可以在机器人手臂摆动过程中给予线芯一定的伸缩空间，增强信号缆耐倾斜摇摆性能，极大地增加信号缆使用寿命；
4、本发明外护层采用一种特制碳纤维尼龙编织外护层，具有耐磨、耐油、耐腐蚀、耐扭转、耐高温等特性，确保电缆正常运行，保证动力系统及信号系统的有效传输，减少不必要的经济及生命损失；
5、屏蔽层下纵置一根镀锡引流线，加强信号缆屏蔽层的电气连续性；
6、采用动力缆、信号缆、气管组合而成，减少了安装时电缆松散的弊端，统一保护，节省安装空间、易于安装，可以完全满足使用要求；
7、本发明产品的使用配合航空接头，易于更换及故障电缆处理，不影响机器连续使用，实现了科技成果转化，结构设计合理，产品性价比大大提高，真正做到了实用、高效、节能的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1-第一铜导体，11-第二铜导体，2-第一聚脂薄膜层，21-第二聚脂薄膜层，3-高柔性软聚氯乙烯绝缘层，4-屏蔽层，5-填充层，6-柔性聚氯乙烯护套，7-碳纤维尼龙编织外护层，8-保护气体气管，81-125℃辐照交联弹性体，82-碳纤维薄膜编织层，83-交联型聚氨酯弹性体护套，9-氯丁橡胶护套层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种工业自动化机器人手臂用组合电缆，包括缆芯及包覆于缆芯外部的碳纤维尼龙编织外护层7，缆芯由动力缆、信号缆和保护气体气管8绞合而成，碳纤维尼龙编织外护层7由特种碳纤维尼龙布袋编织而成，耐油、耐腐蚀、耐磨、耐扭转。
动力缆包括第一铜导体1、绕包于第一铜导体1外部的第一聚脂薄膜层2及包覆于第一聚脂薄膜层2外部的氯丁橡胶护套层9。
信号缆包括由外至于内依次设置的柔性聚氯乙烯护套6、屏蔽层4、第二聚脂薄膜层21和信号芯体，信号芯体由十三根第二铜导体11按照1+12非正规排列方式组合而成，每根第二铜导体11外部均设置高柔性软聚氯乙烯绝缘层3，信号芯体的第二铜导体11之间的间隙内设置棉绳等制成的填充层5，可以在机器人手臂摆动过程中给予线芯一定的伸缩空间，增强信号缆耐倾斜摇摆性能，极大地增加信号缆使用寿命。
第一铜导体1和第二铜导体11分别采用若干根单丝直径0.10mm的极细镀锡无氧软铜丝圆形绞合而成，提高了电缆的柔软和耐扭转性能，满足电缆使用中对导体柔软性能的要求。
屏蔽层4采用镀锡铜丝编织屏蔽层，编织丝径为0.20mm，编织密度为80％，屏蔽层4外侧下方纵置一根12/0.15mm的镀锡引流线，加强信号缆屏蔽层4的电气连续性。
高柔性软聚氯乙烯绝缘层3的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯50-80份、丁腈橡胶弹性体10-30份、蓖麻油3-10份、硅微粉5-15份、硬脂酸0.2-6份。
柔性聚氯乙烯护套6的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯45-85份、丁腈橡胶弹性体7-25份、蓖麻油5-15份、硅微粉5-15份、硬脂酸1-8份。
氯丁橡胶护套层9采用特种氯丁橡胶耐扭转护套料，柔性聚氯乙烯护套6和高柔性软聚氯乙烯绝缘层3分别采用高柔性软聚氯乙烯材料，使得电缆在扭转角度增大，达到1000万次以上往返运动，具有提升电缆的扭转使用寿命的效果，确保电缆正常运行，保证动力系统及信号系统的有效传输，减少不必要的经济及生命损失。
保护气体气管8外部由内至外依次设置125℃辐照交联弹性体81、碳纤维薄膜编织层82、交联型聚氨酯弹性体护套83，密闭性优异。125℃辐照交联弹性体81经辐照后强度增强，确保长期高温情况下保护气体气管8正常运行；碳纤维薄膜编织层82具有高强度、高抗撕裂性、强密封性，不破裂，极大地提高保护气体气管8的使用寿命；交联型聚氨酯弹性体护套83耐磨性优异，耐臭氧性极好，强度高，韧性好，耐低温，具有良好的耐油、耐化学药品和耐环境等特性。
实施例1
如图1所示，一种工业自动化机器人手臂用组合电缆，包括缆芯及包覆于缆芯外部的碳纤维尼龙编织外护层7，缆芯由动力缆、信号缆和保护气体气管8绞合而成，碳纤维尼龙编织外护层7由特种碳纤维尼龙布袋编织而成，耐油、耐腐蚀、耐磨、耐扭转。
动力缆包括第一铜导体1、绕包于第一铜导体1外部的第一聚脂薄膜层2及包覆于第一聚脂薄膜层2外部的氯丁橡胶护套层9。
信号缆包括由外至于内依次设置的柔性聚氯乙烯护套6、屏蔽层4、第二聚脂薄膜层21和信号芯体，信号芯体由十三根第二铜导体11按照1+12非正规排列方式组合而成，每根第二铜导体11外部均设置高柔性软聚氯乙烯绝缘层3，信号芯体的第二铜导体11之间的间隙内设置棉绳等制成的填充层5，可以在机器人手臂摆动过程中给予线芯一定的伸缩空间，增强信号缆耐倾斜摇摆性能，极大地增加信号缆使用寿命。
第一铜导体1和第二铜导体11分别采用若干根单丝直径0.10mm的极细镀锡无氧软铜丝圆形绞合而成，提高了电缆的柔软和耐扭转性能，满足电缆使用中对导体柔软性能的要求。
屏蔽层4采用镀锡铜丝编织屏蔽层，编织丝径为0.20mm，编织密度为80％，屏蔽层4外侧下方纵置一根12/0.15mm的镀锡引流线，加强信号缆屏蔽层4的电气连续性。
高柔性软聚氯乙烯绝缘层3的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯50份、丁腈橡胶弹性体30份、蓖麻油10份、硅微粉13份、硬脂酸5份。
柔性聚氯乙烯护套6的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯45份、丁腈橡胶弹性体25份、蓖麻油15份、硅微粉10份、硬脂酸5份。
保护气体气管8外部由内至外依次设置125℃辐照交联弹性体81、碳纤维薄膜编织层82、交联型聚氨酯弹性体护套83，密闭性优异。
氯丁橡胶护套层9采用特种氯丁橡胶耐扭转护套料。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的高柔性软聚氯乙烯绝缘层3的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯65份、丁腈橡胶弹性体22份、蓖麻油8份、硅微粉12份、硬脂酸1份。
余同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的高柔性软聚氯乙烯绝缘层3的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯80份、丁腈橡胶弹性体15份、蓖麻油4份、硅微粉5份、硬脂酸0.6份。
余同实施例1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的柔性聚氯乙烯护套6的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯85份、丁腈橡胶弹性体7份、蓖麻油5份、硅微粉5份、硬脂酸2份。
余同实施例1。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的柔性聚氯乙烯护套6的制备原料包括以下重量份数的组份：聚氯乙烯76份、丁腈橡胶弹性体20份、蓖麻油10份、硅微粉8份、硬脂酸3份。
余同实施例1。
本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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