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world of industries 9/2017 (CN)

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Chainflex 电 缆 —

Chainflex 电 缆 — — 开 发 和 运 动 测 试 INDUSTRIAL AUTOMATION SHOW 在 e-chain 拖 链 中 装 入 电 缆 —— 要 将 两 者 完 美 结 合 , 有 时 并 非 易 事 。20 世 纪 80 年 代 后 期 , 许 多 “ 柔 性 ” 或 “ 适 用 于 拖 链 ” 的 电 缆 , 在 实 际 应 用 于 能 源 供 应 链 时 , 损 坏 却 日 益 频 繁 。 仓 库 自 动 化 存 取 系 统 的 速 度 越 来 越 快 , 也 提 高 了 对 电 缆 的 要 求 。 这 便 是 易 格 斯 (igus) 这 家 独 立 电 缆 供 应 商 的 成 立 根 源 , 自 那 时 以 来 , 公 司 在 该 领 域 不 断 取 得 进 展 , 奠 定 了 这 一 市 场 的 基 准 。 在 寻 找 新 解 决 方 案 的 过 程 中 , 易 格 斯 采 用 钢 丝 护 套 与 成 束 绞 合 芯 线 结 构 达 成 了 目 标 。 成 束 绞 合 芯 线 与 以 往 方 案 有 显 著 区 别 。 在 分 层 成 缆 的 情 况 下 , 芯 线 通 常 围 绕 电 缆 中 心 缠 绕 数 层 , 各 层 之 间 又 常 添 加 箔 金 材 料 或 纤 维 织 物 。 这 一 制 造 方 法 成 本 较 低 , 但 其 有 一 大 缺 点 , 就 是 在 弯 曲 时 , 拖 链 半 径 内 的 芯 线 将 承 受 很 高 的 拉 伸 力 和 压 缩 力 。 这 些 力 作 用 在 芯 线 上 , 会 导 致 “ 起 旋 ” 损 坏 — — 尤 其 是 在 传 输 距 离 长 、 滑 动 运 行 、 芯 线 数 量 较 多 的 电 缆 中 。 成 束 绞 合 更 具 弹 性 Chainflex 电 缆 所 使 用 的 成 束 绞 合 方 法 与 上 述 其 他 方 法 完 全 不 同 。 例 如 , 如 果 有 18 条 芯 线 , 它 们 并 非 由 内 向 外 层 层 缠 绕 , 而 是 先 会 各 分 三 股 成 束 缠 绕 。 然 后 再 将 六 个 三 股 芯 线 束 绞 合 在 一 起 , 形 成 完 整 电 缆 。 这 种 成 束 绞 合 通 过 多 次 反 向 弯 曲 法 , 确 保 各 条 芯 线 在 拖 链 半 径 内 免 受 过 度 拉 伸 。 特 别 重 要 的 是 , 整 个 绞 合 结 构 由 挤 压 成 型 外 护 套 强 化 , 其 中 , 各 芯 线 之 间 的 空 间 完 全 被 护 套 材 料 所 填 充 。 这 意 味 着 芯 线 不 会 松 开 。 在 非 常 极 端 的 运 动 条 件 —— 例 如 扭 转 条 件 下 —— 还 有 其 他 电 缆 设 计 方 案 可 用 。 所 谓 的 chainflex“ 机 器 人 ” 电 缆 主 要 用 于 工 业 机 器 人 和 其 他 多 轴 运 动 , 并 且 必 须 能 够 灵 活 应 对 极 端 的 弯 曲 和 扭 转 运 动 而 不 会 受 到 损 坏 。 特 殊 的 屏 蔽 结 构 和 外 护 套 材 料 也 有 助 于 确 保 最 佳 的 电 缆 耐 久 性 。 因 此 , 机 器 人 电 缆 需 要 力 补 偿 元 件 、 松 开 的 绞 合 元 件 , 不 同 的 滑 动 平 面 和 不 同 的 屏 蔽 方 案 , 以 确 保 它 们 继 续 正 常 工 作 , 甚 至 在 扭 转 应 力 下 运 动 几 百 万 次 之 后 。 这 是 因 为 应 用 于 机 器 人 技 术 的 电 缆 必 须 反 复 改 变 运 动 方 向 。 例 如 , 绞 合 结 构 的 直 径 实 际 上 可 能 随 扭 转 角 而 变 化 。 屏 蔽 型 电 缆 的 要 求 特 别 高 。 为 了 确 保 作 用 在 屏 蔽 线 上 的 力 不 会 变 得 太 大 , 易 格 斯 将 滑 动 元 件 放 置 在 屏 蔽 件 上 方 和 下 方 , 以 确 保 屏 蔽 件 能 够 相 对 于 整 个 绞 合 结 构 以 及 外 护 套 自 由 移 动 。 这 一 屏 蔽 结 构 特 别 适 用 于 满 足 减 轻 受 力 的 目 的 。 此 种 “ 柔 软 ” 的 结 构 模 式 , 可 使 整 个 电 缆 具 有 必 要 的 运 动 自 由 度 , 减 小 拉 伸 力 和 压 缩 力 , 并 且 防 止 导 体 过 早 断 裂 而 导 致 机 器 关 闭 。 对 于 适 用 于 扭 转 高 达 +/- 180° 应 用 关 于 易 格 斯 易 格 斯 有 限 公 司 (igus GmbH) 是 拖 链 系 统 和 工 程 塑 料 轴 承 的 领 先 制 造 商 。 这 家 总 部 位 于 德 国 科 隆 (Cologne) 的 家 族 企 业 在 35 个 国 家 设 有 代 表 处 , 全 球 员 工 人 数 约 为 3,180 人 。2016 年 , 易 格 斯 凭 借 运 动 塑 料 ( 适 用 于 运 动 应 用 环 境 的 塑 料 零 部 件 ) 取 得 了 5.92 亿 欧 元 的 营 业 额 。 24 WORLD OF INDUSTRIES

部 件 和 软 件 02 采 用 成 束 绞 合 及 多 重 绞 合 , 确 保 拖 链 半 径 内 各 芯 线 不 会 过 度 拉 伸 01 易 格 斯 的 40 ft 空 调 容 器 , 供 测 试 电 缆 在 现 实 条 件 下 、 在 e-chain 中 接 受 -40 至 +60 °C 的 持 续 测 试 03 chainflex 产 品 系 列 包 括 所 有 类 型 的 电 缆 —— 从 控 制 、 伺 服 和 电 机 电 缆 到 机 器 人 、 总 线 和 编 码 器 电 缆 , 以 及 FOC 和 数 据 电 缆 的 “CFROBOT” chainflex 电 缆 系 列 , 易 格 斯 提 供 至 少 500 万 次 循 环 或 36 个 月 的 使 用 寿 命 保 证 , 以 先 达 到 者 为 准 。 正 确 材 料 成 就 全 方 位 非 凡 性 能 绞 合 非 常 重 要 , 但 正 确 的 绝 缘 和 护 套 材 料 也 关 系 重 大 。 易 格 斯 自 主 设 计 和 测 试 其 制 造 的 所 有 组 件 , 因 此 , 只 要 做 到 能 源 供 应 链 和 电 缆 最 佳 匹 配 , 即 可 实 现 最 长 的 使 用 寿 命 。 在 诸 多 系 列 测 试 中 , 非 常 有 意 义 的 一 点 是 关 于 各 种 材 料 , 以 及 材 料 间 相 关 程 度 的 知 识 。 随 着 易 格 斯 测 试 实 验 室 持 续 扩 容 并 进 行 越 来 越 多 的 测 试 , 一 点 事 实 变 得 愈 发 清 晰 :“ 塑 料 加 电 缆 ” 是 成 功 延 长 电 缆 寿 命 的 关 键 。 塑 料 专 家 易 格 斯 不 断 探 求 “ 以 塑 料 实 现 更 长 使 用 寿 命 ” 的 概 念 , 专 注 于 改 进 和 比 较 电 缆 和 e-chain 中 所 使 用 的 、 持 续 相 互 接 触 的 塑 料 。 除 了 外 部 因 素 , 如 温 度 、 介 质 和 可 能 的 辐 射 外 , 这 点 在 拖 链 和 电 缆 的 相 互 作 用 中 起 到 核 心 作 用 。 低 温 室 实 用 性 测 试 方 法 设 计 能 够 可 靠 模 拟 现 实 应 用 的 实 用 测 试 非 常 重 要 。 与 低 温 弯 曲 测 试 不 同 , 易 格 斯 的 电 缆 测 试 并 非 将 绕 芯 缠 绕 在 芯 轴 上 、 降 低 到 测 试 温 度 然 后 仅 运 动 一 次 。 相 反 , 电 缆 要 在 测 试 温 度 下 、 在 能 源 供 应 链 中 持 续 运 动 , 以 模 拟 现 实 条 件 。 而 且 此 过 程 要 重 复 数 百 万 次 。 为 此 , 测 试 电 缆 在 置 于 环 境 容 器 内 的 e-chain 中 持 续 运 动 。 根 据 目 的 , 测 试 可 在 -40 至 +60 °C 的 温 度 下 进 行 。 其 中 , 它 们 要 承 受 持 续 弯 曲 应 力 外 加 温 度 影 响 。 经 过 选 用 大 量 不 同 材 料 的 大 规 模 低 温 室 测 试 , 结 果 发 现 , 市 面 上 现 有 的 任 何 混 合 物 , 即 使 是 PUR, 在 能 源 供 应 链 中 持 续 运 动 的 过 程 中 , 数 据 指 标 都 不 免 受 到 温 度 影 响 。 最 终 结 果 表 明 , 易 格 斯 到 目 前 为 止 是 首 家 为 chainflex 电 缆 护 套 混 合 物 定 义 了 三 种 不 同 弯 曲 与 温 度 范 围 的 电 缆 供 应 商 。 首 先 是 对 于 固 定 电 缆 , 其 次 是 对 于 符 合 VDE 或 IEC 标 准 的 柔 性 运 动 电 缆 , 以 及 第 三 , 对 于 能 源 供 应 链 中 的 运 动 电 缆 。 毕 竟 , 有 一 点 是 肯 定 的 : 只 有 在 现 实 条 件 下 进 行 真 正 的 长 期 测 试 , 才 能 提 供 电 缆 在 能 源 供 应 链 中 使 用 寿 命 的 可 靠 信 息 。 预 知 事 态 为 了 可 靠 地 预 测 所 有 产 品 的 使 用 寿 命 , 这 家 能 源 供 应 链 运 动 电 缆 专 家 运 营 着 一 座 能 源 链 运 动 电 缆 实 验 室 , 占 地 2,750 平 方 米 , 至 今 为 业 界 最 大 。 产 品 在 持 续 运 行 中 的 弹 性 和 承 载 能 力 , 如 今 要 通 过 65 种 不 同 的 试 验 台 测 试 。 由 于 可 靠 性 取 决 于 对 实 际 工 作 条 件 的 准 确 模 拟 , 所 以 试 验 台 具 有 多 样 的 传 输 距 离 、 加 速 度 和 天 气 条 件 可 用 。 对 于 大 型 能 源 供 应 链 系 统 ( 如 起 重 机 中 使 用 的 系 统 ) 的 测 试 , 则 有 传 输 距 离 最 长 可 达 240 m 的 室 外 测 试 场 地 。 已 经 有 许 多 零 部 件 在 这 里 成 功 通 过 了 速 度 为 4 m/s、 填 充 重 量 为 8 kg/m 条 件 下 的 测 试 , 总 距 离 达 25,000 km。 这 些 “ 电 缆 刑 讯 室 ” 自 然 不 仅 是 为 了 拷 问 电 缆 的 寿 命 极 限 , 而 要 为 持 续 改 进 设 计 和 制 造 过 程 服 务 。 客 户 如 何 受 益 ? 确 定 所 选 的 电 缆 功 能 完 好 。 而 且 运 行 状 况 优 良 , 具 备 长 达 36 个 月 或 1000 万 次 双 循 环 质 保 。 除 了 开 发 新 产 品 的 测 试 之 外 , 易 格 斯 还 持 续 监 测 其 制 造 过 程 。 为 此 , 测 试 人 员 会 根 据 特 定 算 法 提 取 部 分 正 在 生 产 中 的 电 缆 , 这 在 所 制 造 的 所 有 电 缆 中 占 到 至 少 20 %, 然 后 在 批 次 测 试 中 进 行 评 估 。 项 目 包 括 在 e-chain 中 的 运 动 测 试 , 以 及 在 能 源 供 应 链 中 测 试 后 的 完 整 结 构 分 析 。 事 实 和 数 字 为 了 始 终 能 为 客 户 提 供 最 具 成 本 效 益 、 并 能 在 其 应 用 环 境 中 可 靠 运 行 的 电 缆 , 就 必 须 提 供 多 样 的 产 品 并 不 断 扩 大 产 品 范 围 。 使 用 易 格 斯 网 站 , 可 以 轻 松 简 便 地 选 择 正 确 的 电 缆 (www.igus.eu/chainflex_Productfinder)。Chainflex 类 别 下 包 含 1,381 种 电 缆 , 其 中 1,244 种 有 现 货 库 存 , 并 可 在 24 小 时 内 交 货 。1,065 种 chainflex 电 缆 具 有 UL 认 证 ,403 种 具 有 适 用 于 海 上 应 用 的 DNV GL 特 别 认 证 。 摄 影 : igus GmbH www.igus.com/cn WORLD OF INDUSTRIES 25

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