機(jī)器人電纜的標(biāo)準(zhǔn)2PFG2577：驗(yàn)證機(jī)器人電纜機(jī)械耐久性的八項(xiàng)測試方法

隨著德國率先提出的工業(yè)4.0，各個(gè)發(fā)達(dá)國家及中國都在制定自己國家的智能制造戰(zhàn)略。在剛剛過去的兩會(huì)，工信部部長在回答記者時(shí)也提到，中國已部署了40個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

說到機(jī)器人，必須要提機(jī)器人電纜。機(jī)器人電纜就好比是機(jī)器人的神經(jīng)和血管。然而，機(jī)器人電纜跟傳統(tǒng)電纜，在設(shè)計(jì)和研發(fā)上有很大不同。機(jī)器人電纜需要長時(shí)間進(jìn)行彎曲以及扭絞運(yùn)動(dòng)，如何始終確保電纜的電氣絕緣有效和通信傳輸正常是衡量產(chǎn)品質(zhì)量安全的關(guān)鍵。然而，TUV萊茵也觀察到，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造時(shí)由于工藝采用不當(dāng)和選材有誤，電纜因運(yùn)動(dòng)承受徑向和軸向應(yīng)力而出現(xiàn)斷裂是很普遍的現(xiàn)象。

為解決該問題，2016年8月，德國萊茵TUV正式頒布了業(yè)界首個(gè)專門針對機(jī)器人電纜的標(biāo)準(zhǔn)：2PFG2577。

該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍一般定義在工業(yè)用的機(jī)器人，交流電壓不超過450/750V等級，不含弧焊和點(diǎn)焊電纜。

這份標(biāo)準(zhǔn)針對機(jī)器人電纜機(jī)械性能的特殊要求，定義了成纜的五個(gè)運(yùn)動(dòng)等級，涉及八項(xiàng)性能測試，同時(shí)對導(dǎo)體及絕緣材料類別、絕緣材料耐候性、線芯及填充材料的組合等作出了全面的規(guī)定并設(shè)定了考核要求。

測試一：雙滑輪的曲撓(≤4mm2)

這項(xiàng)測試考核電纜在徑向承受拉力，線芯施加電壓電流負(fù)荷的情況下，整體的柔韌性表現(xiàn)。

測試二：彎折及旋轉(zhuǎn)

這項(xiàng)測試中電纜兩端固定，中間部分做離心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

測試三：彎折

這是模擬多關(guān)節(jié)機(jī)器人可能會(huì)用到的懸臂，有一端固定在右下角，另一端是旋轉(zhuǎn)，本身彎曲的速度是200flexings/min，至少3萬次。

測試四：拖鏈彎曲

這項(xiàng)測試是拖鏈電纜必做的項(xiàng)目，彎曲半徑為6D。

測試五：90度彎折(>4mm2)

測試時(shí)，電纜自由鍛在180度范圍內(nèi)左右搖擺，每分鐘40次的旋轉(zhuǎn)率，總次數(shù)要求是100萬次。因?yàn)槊看螐澱鄣狞c(diǎn)是在兩個(gè)固定件間的位置，并且反復(fù)在一個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行操作，所以這項(xiàng)測試要求比較苛刻。

測試六：2D扭轉(zhuǎn)

2D旋轉(zhuǎn)有兩個(gè)測試可二選一。一個(gè)是水平式的，左端有一個(gè)自旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的次數(shù)根據(jù)客戶的需求確定一個(gè)角度。第二種是曲線旋轉(zhuǎn)，左端也是固定的，右端在軸上旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)測試標(biāo)準(zhǔn)都是至少500萬次。

測試七：垂直扭轉(zhuǎn)

進(jìn)行垂直扭轉(zhuǎn)測試時(shí)，下面有一個(gè)固定端，該測試時(shí)旋轉(zhuǎn)的角度比較大，每分鐘是12次的旋轉(zhuǎn)速度。

測試八：3D旋轉(zhuǎn)

3D旋轉(zhuǎn)測試比較復(fù)雜，與90度彎折測試有點(diǎn)像，不過下面的盤子還要進(jìn)行一個(gè)自旋轉(zhuǎn)，類似3D環(huán)境下的考核，一個(gè)周期需要旋轉(zhuǎn)360度，旋轉(zhuǎn)的速度是30次每分鐘，至少是500萬次。

機(jī)械耐久性測試后，如果線纜表面不出現(xiàn)開裂，對線芯施加1500V的情況下沒有出現(xiàn)有擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)體電阻值增量不超過5%，同時(shí)傳輸性能滿足要求，那么這就是一條高質(zhì)量的機(jī)器人電纜。

當(dāng)然，除了考慮電纜機(jī)械耐久性，TUV萊茵的2PFG2577標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)范了以下要求：
– 電性能
– 耐候性
– 絕緣
– 材料
– 屏蔽
– 傳輸性

• Q

  高柔性拖鏈電纜越軟越好嗎？

  A

  高柔性拖鏈電纜并不是越軟越好。雖然柔軟性對于拖鏈電纜在拖鏈系統(tǒng)中的順暢運(yùn)行有一定的作用，可以減少彎曲應(yīng)力，但是“軟”的釋義是物體結(jié)構(gòu)疏松，受力后易變形（跟“硬”相對）。如果過于柔軟，可能會(huì)帶來一些問題。比如，可能會(huì)導(dǎo)致電纜的抗拉伸強(qiáng)度和抗擠壓能力下降，在一些復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境中容易受損。

• Q

  高柔線是噱頭嗎？

  A

  高柔線，是目前線纜行業(yè)內(nèi)非常熱門的詞，生產(chǎn)商們都以高柔線自翊并將其設(shè)定為線纜高端品。然而，學(xué)術(shù)界目前并沒有關(guān)于高柔線的明確釋義，也并沒有權(quán)威機(jī)構(gòu)作出任何說明。高柔線多用于頻繁彎曲的場合，高柔性不等于高度柔軟，許多廠商也并沒有真正的了解高柔線，為了利益便混淆標(biāo)準(zhǔn)。

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