一种机器人手臂电缆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电缆领域，特别涉及的是工业机器人手臂上的电缆。
【背景技术】
[0002]在工业机器人中，例如焊接机器人，电缆主要是用于传输电力和信号的，由于机器人手臂动作的复杂性，机器人手臂电缆需要能够经受得住反复的弯曲、且具有一定的耐磨性。
[0003]现有的机器人手臂电缆中，为了保证电缆的抗拉强度和导电性，电缆通常采用软铜丝，在软铜丝外部再镀上锡层形成导体芯线，外围再包裹绝缘层形成导线后，多根导线再由PP(聚丙烯)网固定，固定后的导线组再由外部护套包裹，电缆结构较为复杂。此外，软导丝上镀锡，锡的含量增加，可以使得电缆机械强度整体提高，抗拉性能变强，但是导电性却随之降低了，0.08mm以下的软铜丝镀上锡之后导电率降低，当锡的含量占到导体芯线重量的 0.6%时，导电率就只有 50 ?60% IACS (Internat1nal Annealed Copper Standard,用来表征金属或合金的导电率(参比于标准退火纯铜))，可见前述的电缆结构在提升抗拉强度的同时降低了导电性能，当然为使电缆符合对其电阻的要求，以降低电缆的发热量，也可以增大导体的横截面积，但是这样一来，电缆重量和直径将增加，这使得它不可能满足机器人手臂灵活移动的要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的目的是提供一种机器人手臂电缆，能经受更多次的反复弯曲，导电性能好，抗拉强度高。
[0005]为解决上述问题，本实用新型提出一种机器人手臂电缆，包括多股导线，和一包覆在所述多股导线外的护套；每股所述导线包括:多根铜基复合基材导体单线绞合构造而成的铜基复合基材导体芯线，以及一包覆在所述铜基复合基材导体芯线上的绝缘包覆层。
[0006]通过铜基复合基材导体单线螺旋绞合构造形成铜基复合基材导体芯线，该导体芯线直接由绝缘包覆层，而且多股由铜基复合基材导体芯线和绝缘包覆层形成的导线仅由其外包裹的护套固定，不仅在结构上做到了简化，更是具有了良好的导电性能以及较强的抗拉强度。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，由3?41股导线和一包覆在所述3?41股导线外的护套构成。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，所述铜基复合基材导体芯线构造为由7?400根铜基复合基材导体单线螺旋绞合而成。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述铜基复合基材导体单线的直径不大于0.08mm。不大于0.08mm的软铜丝加其外镀的锡层形成的单线，它的导电性能是略差的，而本实用新型的铜基复合基材导体单线在直径不大于0.08mm的情况下，导电性能大大优于前述软铜丝加其外镀的锡层形成的单线的导电性能。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述铜基复合基材导体单线的基材为纤维增强铜基复合基材或者显微复合铜合金。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述纤维增强铜基复合基材为碳纤维增强铜基复合基材。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述显微复合铜合金为铜-银复合铜合金、铜-铬复合铜合金或铜-银-铬复合铜合金。
[0013]采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果:本实用新型将导线构造为多线绞合的铜基复合导体芯线、铜基复合导体芯线外包绝缘包覆层，可以使得电缆的导电率大于80% IACS，且该结构的铜基复合导体芯线上无需再镀锡层，由于形成的导线自身具有一定机械强度，多股导线可直接由护套包裹，相比现有技术而言结构更为简单，而且在实践中，该结构抗拉强度大于600MPa，电缆能经受2000000次的反复弯曲，电缆塑性应变小于0.2%，电缆使用寿命更长。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一个实施例的机器人手臂电缆的横截面结构示意图；
[0015]图2为本实用新型和现有技术的机械人手臂电缆的应力-应变对比曲线图。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0017]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
[0018]图1示出了本实施例的一种机器人手臂电缆，包括多股导线(由图中的I和2构成)和护套3，护套3包覆在多股导线上。其中，每股所述导线包括:多根铜基复合基材导体单线绞合构造而成的铜基复合基材导体芯线1，以及一包覆在所述铜基复合基材导体芯线I上的绝缘包覆层2。
[0019]铜基复合基材导体芯线由铜基复合基材导体单线螺旋绞合而成，并在铜基复合基材导体芯线上直接设置绝缘包覆层，无需再增镀锡层，减少了工艺上的不便，用于机器人手臂的电缆通常需要经受反复弯曲，而典型的使用镀锡软铜丝的电缆，经过数次弯曲后，很容易达到I %以上的塑性变形，塑性形变是指经过多次施力后，当外力停止时，所引起的形变并不完全消失，而有剩余形变，这对电缆性能造成较大的影响，而采用铜基复合基材导体芯线的电缆塑性应变小于0.2%。参看图2，A为本实用新型的机器人手臂电缆应力-应变曲线，B为【背景技术】中的机器人手臂电缆的应力-应变曲线，图中可以看到，随着应力的增大，B会先于A发生弯曲。在B应力到达屈服点P时，A的应变小于0.2 %，而在B应力到达应变弯曲点E (也就是产生I %塑性形变)时，A的应变依然小于0.2%，此外，本实施例采用铜基复合基材导体芯线的电缆导电率可以大于80% IACS，也就同时具备了良好的导电性能和抗拉强度。
[0020]在实际的试验中，在机器人电缆弯曲半径为5mm，挂100克重量的砝码，30次循环/分钟反复弯曲的试验条件下，本实施例的电缆寿命超过1500000次循环。而对锡占导体芯线重量的0.3%的镀锡软铜丝所制造的机器人电缆，在上述同样试验条件下进行试验，电缆的寿命仅能经受住100000次循环。本实施例的电缆的变形几乎都发生在弹性区域，且塑性应变几乎不累积，如【背景技术】中电缆会产生的因累积应变疲劳而导致电缆失效的情况是不会发生的，本实用新型电缆的寿命比现有技术中的要长得多。
[0021]铜基复合基材导体芯线和绝缘包覆层形成的导线，多股导线由且仅由其外包裹的护套固定，省去了 PP网，使得结构简单，减轻制造负担。
[0022]作为非限制性的实施例，机器人手臂电缆可以由3?41股导线和一包覆在所述3?41股导线外的护套构成，其中，所述铜基复合基材导体芯线例如构造为由7?400根铜基复合基材导体单线螺旋绞合而成，多根导线仅由一护套固定，相比现有技术而言，结构有了简化，而抗拉抗弯曲能力强，且导电性好。
[0023]在较佳的实施例中，所述铜基复合基材导体单线的直径不大于0.08mm。而根据不大于0.08mm的软铜丝加其外镀的锡层形成的单线，它的导电性能是略差的，本实用新型的铜基复合基材导体单线在直径不大于0.08mm的情况下，导电性能大大优于软铜丝加其外镀的锡层形成的单线的导电性能，并不增加电缆的直径。
[0024]铜基复合基材导体单线的基材可以为纤维增强铜基复合基材或者显微复合铜合金，所述纤维增强铜基复合基材例如为碳纤维增强铜基复合基材，所述显微复合铜合金例如为铜-银复合铜合金、铜-铬复合铜合金或铜-银-铬复合铜合金，但并不限制于此，还可以是其他纤维增强铜基复合基材或显微复合铜合金。
[0025]较佳的，在构造成所述铜基复合基材导体芯线之前，每根所述的铜基复合基材导体单线均经过多次拉制，可以增加铜基复合基材导体芯线的柔韧性，且芯线的横截面缩减率可以达到99.9%以上，减小电缆的体积。
[0026]本实用新型将导线构造为多线绞合的铜基复合导体芯线、铜基复合导体芯线外包绝缘包覆层，可以使得电缆的导电率大于80% IACS，且该结构的铜基复合导体芯线上无需再镀锡层，由于形成的导线自身具有一定机械强度，多股导线可直接由护套包裹，相比现有技术而言结构更为简单，而且在实践中，该结构的电缆塑性应变小于0.2%，抗拉强度大于600MPa，电缆能经受2000000次的反复弯曲，电缆使用寿命更长。
[0027]本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种机器人手臂电缆，其特征在于，包括多股导线，和一包覆在所述多股导线外的护套；每股所述导线包括:多根铜基复合基材导体单线绞合构造而成的铜基复合基材导体芯线，以及一包覆在所述铜基复合基材导体芯线上的绝缘包覆层。
2.如权利要求1所述的机器人手臂电缆，其特征在于，由3?41股导线和一包覆在所述3?41股导线外的护套构成。
3.如权利要求1所述的机器人手臂电缆，其特征在于，所述铜基复合基材导体芯线构造为由7?400根铜基复合基材导体单线螺旋绞合而成。
4.如权利要求1所述的机器人手臂电缆，其特征在于，所述铜基复合基材导体单线的直径不大于0.08mm。
5.如权利要求1所述的机器人手臂电缆，其特征在于，所述铜基复合基材导体单线的基材为纤维增强铜基复合基材或者显微复合铜合金。
6.如权利要求5所述的机器人手臂电缆，其特征在于，所述纤维增强铜基复合基材为碳纤维增强铜基复合基材。
7.如权利要求5所述的机器人手臂电缆，其特征在于，所述显微复合铜合金为铜-银复合铜合金、铜-铬复合铜合金或铜-银-铬复合铜合金。
【专利摘要】本实用新型提出一种机器人手臂电缆，包括多股导线，和一包覆在所述多股导线外的护套；每股所述导线包括：多根铜基复合基材导体单线绞合构造而成的铜基复合基材导体芯线，以及一包覆在所述铜基复合基材导体芯线上的绝缘包覆层。本实用新型的电缆能经受更多次的反复弯曲，导电性能好，抗拉强度高。
【IPC分类】H01B7-18, H01B7-17, H01B5-08, H01B7-04, H01B1-02
【公开号】CN204614472
【申请号】CN201520390150
【发明人】冯广智, 丁月忠, 刘颖, 杨闯
【申请人】上海宝宇电线电缆制造有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月8日