一種機(jī)器人手臂電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電纜領(lǐng)域，特別涉及的是工業(yè)機(jī)器人手臂上的電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)機(jī)器人中，例如焊接機(jī)器人，電纜主要是用于傳輸電力和信號的，由于機(jī)器人手臂動作的復(fù)雜性，機(jī)器人手臂電纜需要能夠經(jīng)受得住反復(fù)的彎曲、且具有一定的耐磨性。
[0003]現(xiàn)有的機(jī)器人手臂電纜中，為了保證電纜的抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)電性，電纜通常采用軟銅絲，在軟銅絲外部再鍍上錫層形成導(dǎo)體芯線，外圍再包裹絕緣層形成導(dǎo)線后，多根導(dǎo)線再由PP(聚丙烯)網(wǎng)固定，固定后的導(dǎo)線組再由外部護(hù)套包裹，電纜結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。此外，軟導(dǎo)絲上鍍錫，錫的含量增加，可以使得電纜機(jī)械強(qiáng)度整體提高，抗拉性能變強(qiáng)，但是導(dǎo)電性卻隨之降低了，0.08mm以下的軟銅絲鍍上錫之后導(dǎo)電率降低，當(dāng)錫的含量占到導(dǎo)體芯線重量的 0.6%時，導(dǎo)電率就只有 50 ?60% IACS (Internat1nal Annealed Copper Standard,用來表征金屬或合金的導(dǎo)電率(參比于標(biāo)準(zhǔn)退火純銅))，可見前述的電纜結(jié)構(gòu)在提升抗拉強(qiáng)度的同時降低了導(dǎo)電性能，當(dāng)然為使電纜符合對其電阻的要求，以降低電纜的發(fā)熱量，也可以增大導(dǎo)體的橫截面積，但是這樣一來，電纜重量和直徑將增加，這使得它不可能滿足機(jī)器人手臂靈活移動的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的目的是提供一種機(jī)器人手臂電纜，能經(jīng)受更多次的反復(fù)彎曲，導(dǎo)電性能好，抗拉強(qiáng)度高。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種機(jī)器人手臂電纜，包括多股導(dǎo)線，和一包覆在所述多股導(dǎo)線外的護(hù)套；每股所述導(dǎo)線包括:多根銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線絞合構(gòu)造而成的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線，以及一包覆在所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線上的絕緣包覆層。
[0006]通過銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線螺旋絞合構(gòu)造形成銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線，該導(dǎo)體芯線直接由絕緣包覆層，而且多股由銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線和絕緣包覆層形成的導(dǎo)線僅由其外包裹的護(hù)套固定，不僅在結(jié)構(gòu)上做到了簡化，更是具有了良好的導(dǎo)電性能以及較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，由3?41股導(dǎo)線和一包覆在所述3?41股導(dǎo)線外的護(hù)套構(gòu)成。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線構(gòu)造為由7?400根銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線螺旋絞合而成。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線的直徑不大于0.08mm。不大于0.08mm的軟銅絲加其外鍍的錫層形成的單線，它的導(dǎo)電性能是略差的，而本發(fā)明的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線在直徑不大于0.08mm的情況下，導(dǎo)電性能大大優(yōu)于前述軟銅絲加其外鍍的錫層形成的單線的導(dǎo)電性能。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線的基材為纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材或者顯微復(fù)合銅合金。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材為碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述顯微復(fù)合銅合金為銅-銀復(fù)合銅合金、銅-鉻復(fù)合銅合金或銅-銀-鉻復(fù)合銅合金。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在構(gòu)造成所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線之前，每根所述的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線均經(jīng)過多次拉制。增加銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線的柔韌性，且芯線的橫截面縮減率可以達(dá)到99.9%以上。
[0014]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:本發(fā)明將導(dǎo)線構(gòu)造為多線絞合的銅基復(fù)合導(dǎo)體芯線、銅基復(fù)合導(dǎo)體芯線外包絕緣包覆層，可以使得電纜的導(dǎo)電率大于80% IACS，且該結(jié)構(gòu)的銅基復(fù)合導(dǎo)體芯線上無需再鍍錫層，由于形成的導(dǎo)線自身具有一定機(jī)械強(qiáng)度，多股導(dǎo)線可直接由護(hù)套包裹，相比現(xiàn)有技術(shù)而言結(jié)構(gòu)更為簡單，而且在實踐中，該結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度大于600MPa，電纜能經(jīng)受2000000次的反復(fù)彎曲，電纜塑性應(yīng)變小于0.2%，電纜使用壽命更長。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一個實施例的機(jī)器人手臂電纜的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械人手臂電纜的應(yīng)力-應(yīng)變對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0018]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0019]圖1示出了本實施例的一種機(jī)器人手臂電纜，包括多股導(dǎo)線(由圖中的I和2構(gòu)成)和護(hù)套3，護(hù)套3包覆在多股導(dǎo)線上。其中，每股所述導(dǎo)線包括:多根銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線絞合構(gòu)造而成的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線1，以及一包覆在所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線I上的絕緣包覆層2。
[0020]銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線由銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線螺旋絞合而成，并在銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線上直接設(shè)置絕緣包覆層，無需再增鍍錫層，減少了工藝上的不便，用于機(jī)器人手臂的電纜通常需要經(jīng)受反復(fù)彎曲，而典型的使用鍍錫軟銅絲的電纜，經(jīng)過數(shù)次彎曲后，很容易達(dá)到I %以上的塑性變形，塑性形變是指經(jīng)過多次施力后，當(dāng)外力停止時，所引起的形變并不完全消失，而有剩余形變，這對電纜性能造成較大的影響，而采用銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線的電纜塑性應(yīng)變小于0.2%。參看圖2，A為本發(fā)明的機(jī)器人手臂電纜應(yīng)力-應(yīng)變曲線，B為【背景技術(shù)】中的機(jī)器人手臂電纜的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，圖中可以看到，隨著應(yīng)力的增大，B會先于A發(fā)生彎曲。在B應(yīng)力到達(dá)屈服點P時，A的應(yīng)變小于0.2%，而在B應(yīng)力到達(dá)應(yīng)變彎曲點E(也就是產(chǎn)生1%塑性形變)時，A的應(yīng)變依然小于0.2%，此外，本實施例采用銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線的電纜導(dǎo)電率可以大于80% IACS，也就同時具備了良好的導(dǎo)電性能和抗拉強(qiáng)度。
[0021]在實際的試驗中，在機(jī)器人電纜彎曲半徑為5mm，掛100克重量的砝碼，30次循環(huán)/分鐘反復(fù)彎曲的試驗條件下，本實施例的電纜壽命超過1500000次循環(huán)。而對錫占導(dǎo)體芯線重量的0.3%的鍍錫軟銅絲所制造的機(jī)器人電纜，在上述同樣試驗條件下進(jìn)行試驗，電纜的壽命僅能經(jīng)受住100000次循環(huán)。本實施例的電纜的變形幾乎都發(fā)生在彈性區(qū)域，且塑性應(yīng)變幾乎不累積，如【背景技術(shù)】中電纜會產(chǎn)生的因累積應(yīng)變疲勞而導(dǎo)致電纜失效的情況是不會發(fā)生的，本發(fā)明電纜的壽命比現(xiàn)有技術(shù)中的要長得多。
[0022]銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線和絕緣包覆層形成的導(dǎo)線，多股導(dǎo)線由且僅由其外包裹的護(hù)套固定，省去了 PP網(wǎng)，使得結(jié)構(gòu)簡單，減輕制造負(fù)擔(dān)。
[0023]作為非限制性的實施例，機(jī)器人手臂電纜可以由3?41股導(dǎo)線和一包覆在所述3?41股導(dǎo)線外的護(hù)套構(gòu)成，其中，所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線例如構(gòu)造為由7?400根銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線螺旋絞合而成，多根導(dǎo)線僅由一護(hù)套固定，相比現(xiàn)有技術(shù)而言，結(jié)構(gòu)有了簡化，而抗拉抗彎曲能力強(qiáng)，且導(dǎo)電性好。
[0024]在較佳的實施例中，所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線的直徑不大于0.08mm。而根據(jù)不大于0.08mm的軟銅絲加其外鍍的錫層形成的單線，它的導(dǎo)電性能是略差的，本發(fā)明的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線在直徑不大于0.08mm的情況下，導(dǎo)電性能大大優(yōu)于軟銅絲加其外鍍的錫層形成的單線的導(dǎo)電性能，并不增加電纜的直徑。
[0025]銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線的基材可以為纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材或者顯微復(fù)合銅合金，所述纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材例如為碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材，所述顯微復(fù)合銅合金例如為銅-銀復(fù)合銅合金、銅-鉻復(fù)合銅合金或銅-銀-鉻復(fù)合銅合金，但并不限制于此，還可以是其他纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材或顯微復(fù)合銅合金。
[0026]較佳的，在構(gòu)造成所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線之前，每根所述的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線均經(jīng)過多次拉制，可以增加銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線的柔韌性，且芯線的橫截面縮減率可以達(dá)到99.9%以上，減小電纜的體積。
[0027]本發(fā)明將導(dǎo)線構(gòu)造為多線絞合的銅基復(fù)合導(dǎo)體芯線、銅基復(fù)合導(dǎo)體芯線外包絕緣包覆層，可以使得電纜的導(dǎo)電率大于80% IACS，且該結(jié)構(gòu)的銅基復(fù)合導(dǎo)體芯線上無需再鍍錫層，由于形成的導(dǎo)線自身具有一定機(jī)械強(qiáng)度，多股導(dǎo)線可直接由護(hù)套包裹，相比現(xiàn)有技術(shù)而言結(jié)構(gòu)更為簡單，而且在實踐中，該結(jié)構(gòu)的電纜塑性應(yīng)變小于0.2%，抗拉強(qiáng)度大于600MPa，電纜能經(jīng)受2000000次的反復(fù)彎曲，電纜使用壽命更長。
[0028]本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種機(jī)器人手臂電纜，其特征在于，包括多股導(dǎo)線，和一包覆在所述多股導(dǎo)線外的護(hù)套；每股所述導(dǎo)線包括:多根銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線絞合構(gòu)造而成的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線，以及一包覆在所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線上的絕緣包覆層。2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手臂電纜，其特征在于，由3?41股導(dǎo)線和一包覆在所述3?41股導(dǎo)線外的護(hù)套構(gòu)成。3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手臂電纜，其特征在于，所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線構(gòu)造為由7?400根銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線螺旋絞合而成。4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手臂電纜，其特征在于，所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線的直徑不大于0.08mm。5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手臂電纜，其特征在于，所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線的基材為纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材或者顯微復(fù)合銅合金。6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)器人手臂電纜，其特征在于，所述纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材為碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合基材。7.如權(quán)利要求5所述的機(jī)器人手臂電纜，其特征在于，所述顯微復(fù)合銅合金為銅-銀復(fù)合銅合金、銅-鉻復(fù)合銅合金或銅-銀-鉻復(fù)合銅合金。8.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手臂電纜，其特征在于，在構(gòu)造成所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線之前，每根所述的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線均經(jīng)過多次拉制。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種機(jī)器人手臂電纜，包括多股導(dǎo)線，和一包覆在所述多股導(dǎo)線外的護(hù)套；每股所述導(dǎo)線包括：多根銅基復(fù)合基材導(dǎo)體單線絞合構(gòu)造而成的銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線，以及一包覆在所述銅基復(fù)合基材導(dǎo)體芯線上的絕緣包覆層。本發(fā)明的電纜能經(jīng)受更多次的反復(fù)彎曲，導(dǎo)電性能好，抗拉強(qiáng)度高。
【IPC分類】H01B7/18, H01B7/17, H01B5/08, H01B1/02, H01B7/22, H01B7/04
【公開號】CN104900314
【申請?zhí)枴緾N201510309859
【發(fā)明人】馮廣智, 丁月忠, 劉穎, 楊闖
【申請人】上海寶宇電線電纜制造有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月8日