一种高柔性耐火型工业机器人系统用电缆的制作方法

本发明涉及电缆领域，具体涉及一种高柔性耐火型工业机器人系统用电缆。

背景技术：

目前机器人是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并成为现代机械制造中的一个重要组成部分，机器人显著地提高了劳动生产率，改善产品质量，对改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，尤其在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。因而受到各先进国家的重视，投入大量人力物力加以研究和应用。

我国的工业机器人发展的历史已经有20多年，从“七五”科技攻关开始，正式列入国家计划，在国家的组织和支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，不仅在机器人的基础理论和关键技术方面取得重大突破，而且在工业机器人整机方面，己经陆续掌握了喷漆、弧焊、点焊、装配和搬运等不同用途、典型的工业机器人整机技术，并成功的应用于生产，掌握了相关的应用工程知识。但总的看来，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外的相比还有一定的距离。据相关资料统计，我国目前拥有工业机器人数量为13万台，位居世界第五，同发达国家相比，我国机器人密度仍然较低，因此机器人需求量很大，以目前25%的年增长率，我国工业机器人保有量有望在2018年超越日本达到世界领先水平，各种类型机器人的出现和应用是人类进步的一大标志，在未来社会中，机器人的广泛应用和发展是一个必然的趋势。相信在不远的将来，机器人技术将一定能够为人类带来更多的方便，为人类的文明和发展做出巨大的贡献。

随着互联网+与中国制造2025概念的提出，以及网络互联大数据时代的来临，工业机器人的技术含量不断提升，对机器人产业的发展提供了新的驱动力，特别是用于机器人控制系统更要体现网络智能化管理与运营的效果，作为连接工业机器人控制系统的线缆其在结构上面不但要满足各种传输性能，机械性能外，更要满足机器人工作时各种环境及动作对线缆结构要求的可靠性，目前的机器人电缆耐腐蚀性、耐扭曲性以及高导热性能与电磁兼容性比较差。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高柔性耐火型工业机器人系统用电缆。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种高柔性耐火型工业机器人系统用电缆，包括外护层、填充层、通信电缆、控制电缆和直流电源电力电缆；

所述填充层填充在所述外护层内，且所述填充层把所述通信电缆、控制电缆和直流电源电力电缆隔开；

所述直流电源电力电缆包括多个第一导体绝缘芯和第一内护层；所述第一内护层包裹在所述多个第一导体绝缘芯外；

所述控制电缆包括多个第二导体绝缘芯、第一屏蔽层、第二屏蔽层和第二内护层；所述第二内护层、第二屏蔽层和第一屏蔽层从内之外依次设置，且所述第一屏蔽层包裹在所述多个第二导体绝缘芯外；

所述通信电缆包括多个第三导体绝缘芯、第三屏蔽层、第四屏蔽层和第三内护层；所述第四屏蔽层和第三屏蔽层从外至内依次包裹在第二导体绝缘芯外侧；所述第三内护层包裹在多个所述第四屏蔽层外侧。

作为优选的，所述第一导体绝缘芯为三个，且三个所述第一导体绝缘芯分别为u1芯、u2芯和u3芯；所述u1芯、u2芯和u3芯均包括第一内导体和第一绝缘层；所述第一绝缘层挤包于所述第一内导体表面。

作为优选的，所述第一绝缘层的材质为交联聚烯烃材料。

作为优选的，所述第二导体绝缘芯为六个，且六个所述第二导体绝缘芯分别为k1芯、k2芯、k3芯、k4芯、k5芯和k6芯；所述k1芯、k2芯、k3芯、k4芯、k5芯和k6芯均包括第二内导体和第二绝缘层；所述第二绝缘层挤包于所述第二内导体表面。

作为优选的，所述第二绝缘层的材质为交联聚烯烃材料。

作为优选的，所述k1芯、k2芯、k3芯、k4芯、k5芯和k6芯通过设定的绞合距离形成缆芯，且所述第一屏蔽层以360度形式绕包于缆芯外表面，所述第二屏蔽层以360度包覆于第一屏蔽层外表面。

作为优选的，所述第一屏蔽层的材质为双面铝箔；所述第二屏蔽层的材质为镀锡铜编织网。

作为优选的，所述第三导体绝缘芯为8个，且8个所述第三导体绝缘芯行成4线对，且4线对分别为d1线对、d2线对、d3线对和d4线对；所述d1线对、d2线对、d3线对和d4线对均包括第三内导体和第三绝缘层；所述第三绝缘层挤包于所述第三内导体表面。

作为优选的，所述第四屏蔽层缠绕于d1线对、d2线对、d3线对和d4线对外表面；所述第三屏蔽层分别绕包于d1线对、d2线对、d3线对和d4线对外表面。

作为优选的，所述第三屏蔽层的材质为50ｕm的铝箔；所述第四屏蔽层的材质为密度达90%以上的镀锡铜。

有益效果在于：电缆通过外护层、填充层、通信电缆、控制电缆和直流电源电力电缆配合，具备极强的耐腐蚀性，耐扭曲性，有良好的高导热性能与电磁兼容性的工业机器人控制系统用线缆。此线缆从机械物理性能，液体相容性，曲绕性能，摇摆性能与绝缘材料的导热性方面进行结构优化设计，来满足工业机器人中各种油类或化学溶剂腐蚀性环境下线缆传输性能的可靠性，另外当机器人手臂在高频率时摆动产生的扭曲现象与伸缩现象使线缆内部结构体会产生一定的热量，而热量如果在短时间内不能有效散开，会影响线缆的正常信号传输，使机器人动作的精准性发生改变。本发明产品通过使用导热系数为4.8w/m.k的乙烯共聚物材料来满足良好的散热性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的高柔性耐火型工业机器人系统用电缆的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、直流电源电力电缆；101、第一内导体；102、第一绝缘层；103、第一内护层；2、控制电缆；201、第二内导体；202、第二绝缘层；203、第一屏蔽层；204、第二屏蔽层；205、第二内护层；3、通信电缆；301、第三内导体；302、第三绝缘层；303、第三屏蔽层；304、第四屏蔽层；305、第三内护层；4、填充层；5、外护层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1所示，本发明提供的一种高柔性耐火型工业机器人系统用电缆，包括外护层5、填充层4、通信电缆3、控制电缆2和直流电源电力电缆1；

所述填充层4填充在所述外护层5内，且所述填充层4把所述通信电缆3、控制电缆2和直流电源电力电缆1隔开；

所述直流电源电力电缆1包括多个第一导体绝缘芯和第一内护层103；所述第一内护层103包裹在所述多个第一导体绝缘芯外；

所述控制电缆2包括多个第二导体绝缘芯、第一屏蔽层203、第二屏蔽层204和第二内护层205；所述第二内护层205、第二屏蔽层204和第一屏蔽层203从内之外依次设置，且所述第一屏蔽层203包裹在所述多个第二导体绝缘芯外；

所述通信电缆3包括多个第三导体绝缘芯、第三屏蔽层303、第四屏蔽层304和第三内护层305；所述第四屏蔽层304和第三屏蔽层303从外至内依次包裹在第二导体绝缘芯外侧；所述第三内护层305包裹在多个所述第四屏蔽层304外侧。

作为优选的，所述第一导体绝缘芯为三个，且三个所述第一导体绝缘芯分别为u1芯、u2芯和u3芯；所述u1芯、u2芯和u3芯均包括第一内导体101和第一绝缘层102；所述第一绝缘层102挤包于所述第一内导体101表面。

作为优选的，所述第一绝缘层102的材质为交联聚烯烃材料。

作为优选的，所述第二导体绝缘芯为六个，且六个所述第二导体绝缘芯分别为k1芯、k2芯、k3芯、k4芯、k5芯和k6芯；所述k1芯、k2芯、k3芯、k4芯、k5芯和k6芯均包括第二内导体201和第二绝缘层202；所述第二绝缘层202挤包于所述第二内导体201表面。

作为优选的，所述第二绝缘层202的材质为交联聚烯烃材料。

作为优选的，所述k1芯、k2芯、k3芯、k4芯、k5芯和k6芯通过设定的绞合距离形成缆芯，且所述第一屏蔽层203以360度形式绕包于缆芯外表面，所述第二屏蔽层204以360度包覆于第一屏蔽层203外表面。

作为优选的，所述第一屏蔽层203的材质为双面铝箔；所述第二屏蔽层204的材质为镀锡铜编织网。

作为优选的，所述第三导体绝缘芯为8个，且8个所述第三导体绝缘芯行成4线对，且4线对分别为d1线对、d2线对、d3线对和d4线对；所述d1线对、d2线对、d3线对和d4线对均包括第三内导体301和第三绝缘层302；所述第三绝缘层302挤包于所述第三内导体301表面。

作为优选的，所述第四屏蔽层304缠绕于d1线对、d2线对、d3线对和d4线对外表面；所述第三屏蔽层303分别绕包于d1线对、d2线对、d3线对和d4线对外表面。

作为优选的，所述第三屏蔽层303的材质为50ｕm的铝箔；所述第四屏蔽层304的材质为密度达90%以上的镀锡铜。

其中上述的填充层4由线密度为188tex热熔型玻纤纱组成，其与电力电缆，控制电缆2，通信电缆3按一定的节距反向绞合而成，其具备良好的断裂韧性（≥0.5n/tex）与定伸长力(≥480n),使线缆整体具备良好的耐弯拆性，确保线缆内部结构稳定可靠；

上述的内护层由陶瓷化高分子低烟无卤阻燃聚烯烃材料来达到阻燃，防火耐火的作用，该材料在350-1600℃有焰、无焰情况下，不熔融，不滴落，不脱落，不会造成二次火灾，经燃烧后能烧成坚硬的陶瓷状壳体，温度越高、时间越长烧后的陶瓷状铠体越坚硬，残余物为陶瓷无机物，残余量大于80%,陶瓷状铠体能形成蜂窝状陶瓷细微孔可以起到很好的隔火、隔热、挡水的效果，该材料挤包在d1线对、d2线对、d3线对和d4线对分别形成的第四屏蔽层304绞合体表面；

第四屏蔽层304以密度达90%以上的镀锡铜编织网以螺旋方式分对缠绕于d1线对、d2线对、d3线对和d4线对表面形成的；第三屏蔽层303通过采用50ｕm的铝箔绕包于于d1线对、d2线对、d3线对和d4线对表面形成的。第三屏蔽层303与第四屏蔽层304有机结合有利于抗电磁干扰作用；

上述d1线对、d2线对、d3线对和d4线对是由第三绝缘层302与第三内导体301组成不同颜色绝缘线芯，两根不同颜色的线芯按不同节距绞合完成形成的；

所述第三绝缘层302由不同颜色的聚烯烃材料挤包于第三内导体301表面形成不同颜色绝缘线芯；

第三内导体301由纯度为99.999%的多股无氧铜导体与由线密度为188tex热熔型玻纤纱组成构成，该结构具备低传输衰减性，与高耐弯拆性要求；

第一屏蔽层203使用双面铝箔材料以360度形式绕包于缆芯表面形成第一层屏蔽体，第二屏蔽层204以镀锡铜编织网360度包覆于第一屏蔽层203表面形成第二层屏蔽体，两层屏蔽体相结合形成控制电缆2良好的电磁兼容性；

第二绝缘层202使用交联聚烯烃材料挤包于第二内导体201表面形成k1芯，k2芯，k3芯，k4芯，k5芯，k6芯，该材料具备良好的阻燃性及耐高温性；

第二内导体201使用多股镀锡铜丝与线密度为188tex热熔型玻纤纱组成构成导体，该结构具优良的耐弯拆性，能确保工作时导体不受外部弯折力而发生断裂；

所述第三内护层305使用陶瓷化高分子低烟无卤阻燃聚烯烃材料来达到阻燃，防火耐火的作用，该材料在350-1600℃有焰、无焰情况下，不熔融，不滴落，不脱落，不会造成二次火灾，经燃烧后能烧成坚硬的陶瓷状壳体，温度越高、时间越长烧后的陶瓷状铠体越坚硬，陶瓷状铠体能形成蜂窝状陶瓷细微孔可以起到很好的隔火、隔热、挡水的效果，确保控制电缆2内部结构不被破坏；

第一绝缘层102使用交联聚烯烃材料挤包于第一内导体101表面，该材料具备良好的阻燃性与耐高温性，确保线芯耐电压稳定可靠；

第一所述内导体使用多股镀锡铜丝与线密度为188tex热熔型玻纤纱组成构成导体，该结构具优良的耐弯拆性，能确保工作时导体不受外部弯折力而发生断裂；

第一内护层103使用陶瓷化高分子低烟无卤阻燃聚烯烃材料来达到阻燃，防火耐火的作用，该材料在350-1600℃有焰、无焰情况下，不熔融，不滴落，不脱落，不会造成二次火灾，经燃烧后能烧成坚硬的陶瓷状壳体，温度越高、时间越长烧后的陶瓷状铠体越坚硬，陶瓷状铠体能形成蜂窝状陶瓷细微孔可以起到很好的隔火、隔热、挡水的效果，确保电力电缆内部结构不被破坏；

所述外护层5使用导热材料，其通过以下成份完成：乙烯-醋酸乙烯共聚物25-28份，乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物9-11份，硅氧烷7-9份，1,3-丁二烯95份，苯乙烯50-55份，乙烯-醋酸乙烯共聚物25-28份，苯丙烯70-80份，聚乙烯-醋酸乙烯聚合物35-45份，乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物6-9份，6-8份多聚磷酸酯，2-4份沸石粉，2-5份聚铵酯，3-5份4-甲基愈创木酚，6-9份乙酰丙酮硒，12-15份聚酰胺树脂，6-10份4-氯-3-羧丙基三甲基氯化铵，2-5份氯化物，4-9份四丁基溴化铵，32-40份聚全氟乙丙烯，2-5份氟硅酸锂，1-4份氢氧化铝。该材料配方生产的无卤外护套具备良好的导热性能及抗油及酸碱腐蚀性。

有益效果在于：电缆通过外护层、填充层、通信电缆、控制电缆和直流电源电力电缆配合，具备极强的耐腐蚀性，耐扭曲性，有良好的高导热性能与电磁兼容性的工业机器人控制系统用线缆。此线缆从机械物理性能，液体相容性，曲绕性能，摇摆性能与绝缘材料的导热性方面进行结构优化设计，来满足工业机器人中各种油类或化学溶剂腐蚀性环境下线缆传输性能的可靠性，另外当机器人手臂在高频率时摆动产生的扭曲现象与伸缩现象使线缆内部结构体会产生一定的热量，而热量如果在短时间内不能有效散开，会影响线缆的正常信号传输，使机器人动作的精准性发生改变。本发明产品通过使用导热系数为4.8w/m.k的乙烯共聚物材料来满足良好的散热性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。