通过Ellen Rathburn, igus Inc.技术文案
在设计布线系统时，管理机器人中的六轴平台需要特别考虑。
在多轴机器人领域，工业集成商面临着选择和管理在移动六轴平台外运行的电缆的独特挑战。当决定如何管理电缆系统时，六轴机器人的复杂运动需要特别考虑。“有许多不合适的方式来实现这一点，从波纹管用于静态布线，到飞行固定，如管道胶带和蹦极线，”Don Nester，产品经理Chainflex连续挠性电缆在igus解释说。
传统的电缆管理系统试图保持电缆的静态，而周围的操作是动态的。限制索的运动会产生应力点，加速索的破坏。今天，机器人进行的新的复杂运动，特别是第六轴旋转，创造了对电缆选择和管理的更现代的思考方式的需求。
Nester表示，机器人电缆管理的一个主要问题是，这往往是设计过程中最后要考虑的事情。他说:“这些都是复杂的动作，有多种形式。”“你不仅要处理X-Y轴，还要处理扭转、旋转和机器人上的许多点，这些点你不能骑上去，但需要控制。每个运动轮廓所需的电缆长度不同;这需要一个电缆管理系统，允许电缆长度改变而不改变路由。”
由于其运动范围的增加，这些铰接式机器可以用于更广泛的应用，但使机器在功能上更灵活的方面是最影响电缆系统的事情。
虽然目前的系统使用一个更严格的电缆包运行电缆末端执行器从机器人的情况下,易格斯工程师正在敦促设计师需要考虑一个新的动态方法:治疗基础上机器人作为三个独立的部分:第六届第三轴,第三,第二轴,第二到第一轴。将衣服包分成三个较短的部分，可以防止它在机器上缠绕、抓取或钩住，并将电缆和软管的压力降至最低。这种分段分解对于最大限度地控制电缆至关重要，同时允许电缆在制造商确定的使用寿命内正常工作。
理想情况下，每一段都应该有一个最小的包装，带有维修回路的应变缓解，以及一个包含并保护连接电缆的电气连接器的接线盒。为处理扭转运动而专门设计的应变释放电缆对于避免电缆失效和保持机器尽可能长时间运行至关重要。
在德国科隆的igus实验室进行的测试表明，Chainflex CF-Robot电缆和TriflexR电缆载体在六轴机器人应用中可靠地工作。该测试的固定点为3.2英尺(1米)，扭矩为±180º，测试周期至少为300万次。第二个测试在8.2英尺(2.5米)处进行，扭矩场为±270º。这些测试与现场安装的电缆所施加的力相同。CF-Robot电缆和TriflexR电缆载体相结合，创建了一个系统，在机器人的整个生命周期内都可以运行。
移动的机器人需要移动的电缆
传统的钢索无法承受此类机器人所执行的重复扭转运动。“为直线运动设计的电缆将不是扭转运动的最佳选择。Nester解释说:“机器人的扭矩需要超过±180º，因此需要专门设计扭矩电缆。”为了使缆索能够承受这种扭转应变，缆索的设计必须考虑到某些因素:
∞采用特殊导体绞合和节距长度。
∞电缆的绝缘导体的扭转应使电缆内部部分能够扭转。为了做到这一点，使用了特殊的缓冲材料，以保持组件在电缆内自由移动。
无论是编织还是单次服务，都需要特殊的屏蔽设计，以延长屏蔽材料的有效性和机械寿命。
使用经证明具有足够耐磨和柔韧性的特殊护套材料进行所需的扭转运动。
有线电视管理
虽然机器人电缆的设计能够承受六轴机器人施加在其上的独特张力，但电缆管理系统对于确保这些电缆尽可能长时间地发挥其潜力至关重要。如果安装不当，电缆将过早磨损或以其他方式失效，导致停机和延迟生产。如果不安装，电缆可能会下垂并落入工作区域，或在机器的活动部件中缠绕。在机器人工业协会举行的一次会议上，领先的系统集成商将电缆问题列为机器人电池宕机的头号原因。经常被忽视的是，在机器人周围适当地安装电缆束对于保持正常性能和避免机器停机是至关重要的。
在这些机器人系统中，电缆沿着机器人从基座到末端执行器运行，机器人被分为六个轴。根据Nester和他在igus的同事的报告，机器人电缆和管理系统必须忍受的最具挑战性的运动是在第六轴，也就是机器人手腕的末端。这些移动有时会超过180°，给电缆管理带来问题。在这些机器人中，波纹软管是电缆管理的选择之一，但它有其局限性，主要限制了扭转阻力和随机器人运动拉伸的能力。这些故障会导致电缆压力过大，导致停机。
第二种选择是直接安装在机器人身上的封闭式服装包。这种方法是由波纹管封装在增强塑料。这增加了电缆的强度，但其非模块化设计使电缆维护困难，如果一个部件损坏，需要更换整个系统。
考虑一种六轴机器人电缆管理的新方法，将服装包分成三个独立的部分。
电缆管理的第三种选择是机器人电缆载体，它直接安装在机器人上，可以根据客户的具体规格进行定制。与封闭的套管包类似，弹簧加载设计配备了应变缓解选项，延长了电缆的使用寿命，并能够在不拆除整个系统的情况下快速增加或移除电缆，从而减少停机时间。最重要的是，这些系统的弯曲半径可确保电缆不会超过其最大弯曲半径。
为直线运动设计的缆索将不是扭转运动的最佳选择。需要扭转大于±180º的机器人应用需要专门设计的扭转电缆，如igus自己的Chainflex CF-Robot机器人电缆线。
经过测试的系统无缝集成
机器人电缆载体的一种选择是igus的Triflex R，这是一种模块化的多轴电缆载体系统，用于在机器人应用中引导和保护电缆和软管。Triflex R作为一个整体来运输和安装，它有一个集成的纤维棒，在机器人完成一个循环后，它可以将电缆返回到一个固定的位置。该系统包括安装板和支架、保护链接和预先设计的纤维棒组件。它是一个模块化的，紧凑的系统，但只有一个部件安装完整的手臂末端工具指导。轻质塑料3D机器人电缆管理系统由一体式连杆组成，不需要额外的项目，如钢缆或弹簧机构来支撑。由于其球窝式设计，Triflex R具有高度的灵活性，可以在所有轴上运动。弯曲半径小，节距短，是节省空间的理想装置。模块化设计也简化了维护工作;可根据需要更换个别环节，降低成本;而且电缆很容易访问，节省了时间。
由注塑成型的组件组成，Triflex R需要最少的组装工作;这些链接简单地连接在一起。特殊设计的安装支架可以方便地将系统安装到机器上，无论需要安装在电缆系统的两端还是中间。
唐·奈斯特表示，像Triflex R这样的机器人电缆运营商比其他方式有一个明显的优势:它们的移动。他解释道:“(它)是在旋转组件，(它)是在旋转第6轴时旋转整个电缆束，使电缆在不扭结的情况下进行扭曲。”“市场上的其他解决方案，比如管式解决方案，无法实现这种旋转。”
将波纹管或无保护电缆转换成三维机器人电缆载体似乎是一项既不必要又复杂的任务，但该领域的专家一致认为，适当的电缆和电缆管理可以成就或毁掉一个机器人系统。虽然最初节省的费用可能会让潜在客户放弃购买机器人电缆和合适的载体，但昂贵的维修费用和意外停机造成的生产率损失可能会让最不确定的工程师和设计师相信。这些新的、专门设计的系统可以使维护六轴机器人变得更加简单。“这是一个减少维护的系统，”Nester最后说。“它易于安装，易于维护，而且工作正常。”
易格斯有限公司
www.igus.com
了下:工厂自动化，设计世界的文章，机器人的报告，线缆+线缆管理，机电一体化
告诉我们你的想法!