¿Cuál es la vida de flexión del cable M8 en juntas de robot?

1, avance en la ciencia de los materiales: construcción de una capa de base anti fatiga
La vida de flexión de los cables articulares de los robots es esencialmente la resistencia a la fatiga de los materiales bajo cargas dinámicas. Los materiales tradicionales de PVC o caucho son propensos a problemas como el agrietamiento de aislamiento y la fractura del conductor después de millones de curvas, mientras que el cable M8 de la nueva generación logra el rendimiento a través de las siguientes innovaciones de materiales:
Optimización de materiales de conductor
Utilizando conductores de aleación de cobre chapado en estaño, controlando el diámetro de alambre único (0.08 mm - 0.12 mm) y el tono (12-15 veces el diámetro del conductor), la resistencia de la fatiga mejora al tiempo que garantiza la flexibilidad. Por ejemplo, algunos fabricantes de robots japoneses usan tecnología de torsión de alambre de cobre ultra fina para reducir la tasa de cambio de resistencia de los conductores a menos del 2% después de 5 millones de curvas, que es tres veces más larga que los conductores tradicionales.
Actualización de materiales de capa de aislamiento
Usando elastómeros termoplásticos (TPE) o cruzar - polietileno vinculado (XLPE) en lugar de PVC, su rango de resistencia a la temperatura es de -40 grados a +105 grado, y puede liberar el estrés a través de la cadena molecular deslizándose cuando se inclina. Cierta marca de cable nacional modificada TPE con siloxano a nanoescala para mantener la integridad de la capa de aislamiento después de 10 millones de curvas, reduciendo la tasa de propagación de grietas en un 80%.
Innovación en la estructura de capa de blindaje
Para abordar el problema de la interferencia electromagnética (EMI), se adopta una estructura de blindaje compuesto de tejido de alambre de cobre chapado en estaño y lámina de aluminio, con una densidad de tejido de más del 90%. Un cierto cable de robot alemán puede mantener una eficiencia de blindaje de - 80dB incluso bajo flexión de alta frecuencia optimizando el tono de la capa de blindaje (compensado en un 30% desde el tono del conductor), evitando los errores de control causados ​​por la distorsión de la señal.
2, Revolución del diseño estructural: desde la protección estática hasta la adaptación dinámica
Los complejos patrones de movimiento de las juntas de robots, como la rotación, el swing y la torsión compuesta, requieren que los cables tengan capacidades adaptativas dinámicas. El cable M8 logra el concepto de "superar la rigidez con la suavidad" a través del siguiente diseño estructural:
Estructura de búfer segmentado
En la junta con el radio de flexión más pequeño del cable, se adopta un diseño segmentado de "capa dura+capa de tampón flexible". Por ejemplo, un cable de robot colaborativo está incrustado con un anillo de tampón de silicona en la articulación, que tiene una dureza en tierra de 30A y puede absorber el 30% del estrés por flexión, aumentando la vida útil del área de 2 millones de ciclos a 6 millones de ciclos.
Capa de refuerzo anti -torsión
En respuesta a los requisitos de torsión de las juntas giratorias, se agrega una capa de refuerzo trenzada por fibra aramida a la capa externa del cable, lo que aumenta la rigidez torsional en un 50% en comparación con los materiales tradicionales. El cable de cierto robot quirúrgico se enrolla con fibra de aramida a través del devanado espiral bidireccional. En la prueba de torsión de ± 180 grados, la deformación residual después de 10 millones de ciclos es inferior al 5%.
Sistema de cableado dinámico
Basándose en la tecnología de gestión de cables de los robots quirúrgicos, se adoptan un diseño de cableado de tres - de la "parte periférica interna+parte flexible+parte periférica externa". Cuando la junta gira, la longitud del cable periférico interno se acorta, la longitud del cable periférico exterior se extiende y la parte de flexión evita la concentración de tensión a través de la transición suave. Después de aplicar esta tecnología a un cierto robot industrial de seis ejes, la vida útil del cable se extendió de 5 millones a 12 millones de veces.
3, Estándares de prueba estrictos: la "piedra de toque" para cuantificar la vida útil
Los estándares globales de prueba convencional proporcionan una base cuantitativa para la vida de flexión de los cables M8:
T ü V 2PFG2577 Estándar
Este estándar estipula que los cables deben pasar 8 tipos de pruebas dinámicas, con indicadores clave que incluyen:
Prueba de flexión: recíproco a una velocidad de 0.5m/s en una cadena de arrastre con un radio de 6 veces el diámetro del cable, con un ciclo de prueba de 10 millones de veces;
Prueba de rotación 3D: simular el movimiento del compuesto articular, aplicar ± 90 grados Torsión en las direcciones del eje XYZ Three - y probar 5 millones de ciclos;
Prueba de flexión de alta temperatura: Realice 5 millones de ciclos de flexión a 85 grados, con resistencia a aislamiento mantenida a mayor o igual a 100 m Ω.
CRIA 0003-2016 Norma china
El estándar agrega elementos de prueba de "flexión de baja temperatura" y "tolerancia a la contaminación del petróleo", lo que requiere que los cables no tengan fractura frágil después de doblarse 3 millones de veces en un entorno de -40 grados, y una tasa de degradación del rendimiento de aislamiento de menos del 10% después de remojar en aceite IRM902 durante 168 horas.
Prueba de aceleración de la condición de trabajo real
Un cierto fabricante de robot de soldadura automotriz realizó una "prueba de vida equivalente" y estableció las condiciones de prueba de la siguiente manera: radio de flexión de 15 mm, frecuencia de 5Hz, temperatura de 105 grados, corriente de carga de 10a, simulando 24 - operación continua de la línea de la línea de producción. Las pruebas han demostrado que los cables M8 de alta calidad pueden funcionar de manera estable durante 18 meses (aproximadamente 5 años de uso real) en estas condiciones.
4, Caso de aplicación de la industria: validación del laboratorio a la línea de producción
Aplicación de articulaciones de robots industriales
Una cierta junta de robot de servicio alemán pesado - usa el cable M8 y logra una vida de flexión de 8 millones de veces a través de la siguiente optimización:
Conductor: alambre de cobre con estateado de 0.1 mm, retorcido 16 hilos;
Aislamiento: cross - polietileno vinculado (xlpe), espesor 0.8 mm;
Blindaje: tejido de alambre de cobre chapado en estaño (densidad 95%)+compuesto de aluminio de aluminio;
Varela: poliuretano (PU), dureza de la costa 92a.
En las pruebas reales de la línea de producción, el cable no ha experimentado ninguna interrupción de señal o falla de aislamiento después de la operación continua durante 3 años, que es 200% más larga que la vida útil de los cables tradicionales.
Aplicación de manos hábiles en robots humanoides
Una junta de mano humanoide del robot humanoide producido a nivel nacional adopta un cable M8 ultra flexible, y sus puntos innovadores incluyen:
Conductor: 0.05 mm ultra - aleación de cobre fino, retorcido 32 hilos;
Aislamiento: elastómero de poliuretano termoplástico (TPU), espesor 0.5 mm;
Estructura: anillo de búfer segmentado+sistema de enrutamiento dinámico.
La prueba muestra que el cable tiene una vida útil de 10 millones de veces bajo -} flexión de los dedos (120 veces por minuto), cumpliendo con el requisito de vida útil de 10 años del robot.