一种工业机器人用电缆及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本技术方案设及适用于工业机器人用电缆及其制造方法，本方法制得的电缆适用 于工业机器人本体、拖链、基座等各部位，属于电缆技术领域。
【背景技术】
[0002] 工业机器人最早应用于汽车制造工业，常用于焊接，喷漆，上、下料和搬运。工业机 器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能，它可代替人从事危险、有害、有毒、低溫和高热等 恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工 业机器人与数控加工中屯、、自动搬运小车W及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机 集成制造系统，实现生产自动化。
[0003] 我国《高端装备制造业"十二五"发展规划》及《智能制造装备"十二五"发展规划》 中明确提出工业机器人是智能制造装备发展的重要内容，并将其列为我国装备制造业向高 端方向发展的必需核屯、装备，由此可见工业机器人的国产化势不可挡，但机器人所用的驱 动器、电机、减速器等核屯、关键部件，包括专用电缆仍受制于国外品牌，使得国产化进程受 到严峻挑战。
【发明内容】
[0004] 本技术方案提供的工业机器人用电缆是适用于工业机器人本体、拖链、基座等各 部位，具备导电性好、屏蔽性好、抗扭抗弯性强、高耐磨、高强度、耐低溫、耐油、耐气候及使 用寿命长的工业机器人专用电缆，具体结构为：由导体外包裹绝缘层构成线忍；至少两根 线忍绞合构成线组；多根线组围绕电缆的轴线绞合构成缆忍，且在电缆的轴线位置设有填 充；缆忍外自内而外依次包裹有第一屏蔽防护层、屏蔽层、第二屏蔽防护层和外护套；
[0005] 所述线忍中：所述导体由多根锻锡铜单丝或多根裸铜单丝绞合而成；所述绝缘层 为在导体外挤包氣化乙締丙締共聚物绝缘料构成；绝缘层的厚度不小于0. 23mm。
[0006] 所述缆忍中：各线组绞合的节径比为9~12倍，绞合方向为左；填充为材质为尼 龙、涂绝或芳绝。
[0007] 所述第一屏蔽防护层和第二屏蔽防护层的材质相同，都是聚四氣乙締PTFE带；
[0008] 所述第一、二屏蔽防护层都采用绕包方式把聚四氣乙締PT阳带包裹在缆忍外，它 们的绕包角为40。~45。，且搭盖率不小于25%;
[0009] 所述屏蔽层采用直径大于0. 12mm的锻锡铜丝或裸铜丝编织构成，编织覆盖率不 小于90%。
[0010] 所述外护套是在第二屏蔽防护层外挤包热塑性聚氨醋弹性体橡胶TPU材料构成。
[0011] 作为优选：
[0012] 所述线忍中，绝缘层的厚度为0. 24~0. 31mm;
[0013] 所述缆忍中，各线组绞合的节径比为9~12倍；
[0014] 所述第一、二屏蔽防护层都采用绕包方式把聚四氣乙締PT阳带包裹在缆忍外，它 们的绕包角为42。~43。，且搭盖率为20~25%;
[0015] 所述屏蔽层采用直径0. 14~0. 16mm的锻锡铜丝或裸铜丝编织构成，编织覆盖率 为93~96%。
[0016] 合理的节径比设计（包括导体、线组、缆忍S方面控制）；
[0017] 第一屏蔽防护层绕包方式比挤包方式外径尺寸更小，从而更柔软；
[0018] 合理的屏蔽层尺寸设计，保证屏蔽功能的前提下，减小屏蔽丝直径，更易弯曲；
[0019]采用TPU护套材料，机械性能优异，柔软度高，适合特殊使用环境。
[0020] 由于本电缆的特殊结构，在电缆的实际生产中遇到了问题：由于采用新的结构，采 用传统生产工艺，或者是按照经验等在传统生产工艺上进行修正都无法生产出达到理论性 能的电缆，甚至无法生产符合常规要求的电缆。为此，本发明提出一种新的制造方法，专用 于该电缆，具体如下：
[0021] 一种所述电缆的制造方法，步骤包括：
[0022] 1)由导体外包裹绝缘层构成线忍；
[0023] 2)至少两根线忍绞合构成线组；
[0024] 3)多根线组围绕电缆的轴线绞合构成缆忍，且在电缆的轴线位置设有填充；
[0025] 4)缆忍外自内而外依次包裹有第一屏蔽防护层、屏蔽层、第二屏蔽防护层和外护 套；
[0026] 所述步骤1)中，导体由多根锻锡铜单丝或多根裸铜单丝绞合而成；所述绝缘层为 在导体外挤包氣化乙締丙締共聚物绝缘料构成；绝缘层的厚度不小于0. 23mm;
[0027] 所述步骤扣中，各线组绞合的节径比为9~12倍，绞合方向为左；
[0028] 所述步骤4)中，所述第一屏蔽防护层和第二屏蔽防护层的材质相同，都是聚四 氣乙締PTFE带；所述第一、二屏蔽防护层都采用绕包方式把聚四氣乙締PTFE带包裹在缆 忍外，它们的绕包角为40。~45。，且搭盖率不小于25%;聚四氣乙締PT阳带的厚度为 0. 05 ~0.1 mm;
[0029] 所述屏蔽层采用直径大于0. 12mm的锻锡铜丝或裸铜丝编织构成，编织覆盖率不 小于90%;
[0030]所述外护套是在第二屏蔽防护层外挤包热塑性聚氨醋弹性体橡胶TPU材料构成。
[0031] 所述步骤4)中，第一、二屏蔽防护层的绕包方向相反。
[0032] 所述步骤1)中，挤包氣化乙締丙締共聚物绝缘料，然后对线忍进行分段冷却；
[003引挤包：自进料到出料方向，挤塑机的机身溫区为一区290~295°C、二区320~ 325°C、S区340~345°C、四区360~365°C、五区370~375°C;其中，一区为加料段，二区 和=区为塑化段，四区为均化段，五区为机头定型段；
[0034] 绝缘挤出时融压保持在190~22化ar (优选为21化ar)，偏屯、度不大于15%;
[0035] 拉伸比：10~30 ;拉伸平衡比：1. 0~1. 2 ;本发明的配模方式为：拉伸比= 伽"寸巧八恥-北"）；拉伸平衡比=伽/db)/(DT/dc);其中DD:模套内径，DT:模忍外径， 化：线忍外径，dc :导体外径；
[0036] 生产时采用感应式加热器对导体进行预热，预热溫度为70±1(TC;
[0037] 冷却：自挤塑机出料口至冷却结束，分为如下冷却区域（例如在冷却水槽中冷却， 冷却区域的溫度即为冷却水槽中冷却水的溫度，水槽中的冷却水循环保持稳定的溫度）：
[0038] 一区的冷却区域的溫度范围是70~75°C、二区的冷却区域的溫度范围是50~ 55°C、S区的冷却区域的溫度范围是30~35°C，之后为自然冷却；
[0039] 生产线速度 80±5m/min ;
[0040] 在冷却结束后，进行冷压缩空气干燥处理，并采用激光打标工艺处理编码印字；
[0041] 绝缘层的厚度为0.24~0.31mm;
[0042] 所述步骤4)中，第一、二屏蔽防护层的绕包方向相反；第一、二屏蔽防护层的绕包 角为42。~43。，且搭盖率为20~25%;
[0043] 所述屏蔽层采用直径0. 14~0. 16mm的锻锡铜丝或裸铜丝编织构成，编织覆盖率 为93~96%;
[0044] 外护套的制造方法为：
[0045] 原材料预处理工艺：
[0046] 1、干燥溫度：110°C左右3-4小时（色母与料放在一起烘干）（色母添加比例在 3-4 %左右）
[0047] 2、加工溫度：
[004引 自进料到出料方向，挤塑机的机身溫区如下表：
[0050] 3、挤出机螺杆设计：压缩比2. 5 + 2, L/D:25-30 :1的单螺杆挤出机。
[0051] 4、放100目滤网两张；
[0052] 在生产结束后，进行冷压缩空气干燥处理，并采用激光打标工艺处理护套表面标 识。
[0053] 与现有技术相比，本电缆的适应于工业机器人的超柔性抗扭抗弯要求，可满足扭 转、弯曲移动1000万次W上的使用寿命要求。采用本方法制造的电缆，其一次合格率到达 98% W上。
【附图说明】
[0054] 图1是本实施例电缆的径向截面结构示意图。
[005引图中：1、导体，2绝缘，3、线忍，4线组，5填充，6、缆忍，7、第一屏蔽保护层，8、屏蔽 层，9、第二屏蔽保护层，10、外护套。
【具体实施方式】
[0056] 下面结合附图和实施例对本技术方案作进一步描述：
[0057] 如图1，一种工业机器人用电缆，其结构为：由导体外包裹绝缘层构成线忍连少 两根线忍绞合构成线组；多根线组围绕电缆的轴线绞合构成缆忍，且在电缆的轴线位置设 有填充；缆忍外自内而外依次包裹有第一屏蔽防护层、屏蔽层、第二屏蔽防护层和外护套；
[0058] 所述线忍中：所述导体由多根锻锡铜单丝或多根裸铜单丝绞合而成；所述绝缘层 为在导体外挤包氣化乙締丙締共聚物绝缘料构成；绝缘层的厚度不小于0. 23mm。
[0059] 所述缆忍中：各线组绞合的节径比为9~12倍，绞合方向为左；填充为材质为尼 龙、涂绝或芳绝。
[0060] 所述第一屏蔽防护层和第二屏蔽防护层的材质相同，都是聚四氣乙締PTFE带；
[0061] 所述第一、二屏蔽防护层都采用绕包方式把聚四氣乙締PTFE带包裹在缆忍外，它 们的绕包角为40。~45。，且搭盖率不小于25%;
[0062] 所述屏蔽层采用直径大于0.12mm的锻锡铜丝或裸铜丝编织构成，编织覆盖率不 小于90%。
[0063] 所述外护套是在第二屏蔽防护层外挤包热塑性聚氨醋弹性体橡胶TPU材料构成。
[0064] 本例中，线组由两根线忍绞合构成，缆忍由6根线组绞合构成。本例优选为：
[0065] 所述线忍中，绝缘层的厚度为0. 24~0. 31mm ;
[0066] 所述缆忍中，各线组绞合的节径比为9~12倍；
[0067] 所述第一、二屏蔽防护层都采用绕包方式把聚四氣乙締PTFE带包裹在缆忍外，它 们的绕包角为42。~43。，且搭盖率为20~25%;
[0068] 所述屏蔽层采用直径0.14~0.16mm的锻锡铜丝或裸铜丝编织构成，编织覆盖率 为93~96%。
[0069] 本电缆的制造方法如下述步骤：
[0070]1)由导体外包裹绝缘层构成线忍；
[0071] 2)至少两根线忍绞合构成线组；
[0072] 3)多根线组围绕电缆的轴线绞合构成缆忍，且在电缆的轴线位置设有填充；
[0073] 4)缆忍外自内而外依次包裹有第一屏蔽防护层、屏蔽层、第二屏蔽防护层和外护 套；
[0074] 所述步骤1)中，导体由多根锻锡铜单丝或多根裸铜单丝绞合而成；所述绝缘层为 在导体外挤包氣化乙締丙締共聚物绝缘料构成；绝缘层的厚度不小于0. 23mm;
[007引所述步骤扣中，各线组绞合的节径比为9~12倍，绞合方向为左；
[0076]所述步骤4)中，所述第一屏蔽防护层和第二屏蔽防护层的材质相同，都是聚四 氣乙締PTFE带；所述第一、二屏蔽防护层都采用绕包方式把聚四氣乙締PTFE带包裹在缆 忍外，它们的绕包角为40。~45。，且搭盖率不小于25%;聚四氣乙締PT阳带的厚度为 0. 05 ~0.1 mm;
[0077] 所述屏蔽层采用直径大于0. 12m