機器人電纜的標準2PFG2577：驗證機器人電纜機械耐久性的八項測試方法

隨著德國率先提出的工業4.0，各個發達國家及中國都在制定自己國家的智能制造戰略。在剛剛過去的兩會，工信部部長在回答記者時也提到，中國已部署了40個機器人產業園區。

說到機器人，必須要提機器人電纜。機器人電纜就好比是機器人的神經和血管。然而，機器人電纜跟傳統電纜，在設計和研發上有很大不同。機器人電纜需要長時間進行彎曲以及扭絞運動，如何始終確保電纜的電氣絕緣有效和通信傳輸正常是衡量產品質量安全的關鍵。然而，TUV萊茵也觀察到，產品設計和制造時由于工藝采用不當和選材有誤，電纜因運動承受徑向和軸向應力而出現斷裂是很普遍的現象。

為解決該問題，2016年8月，德國萊茵TUV正式頒布了業界首個專門針對機器人電纜的標準：2PFG2577。

該標準的適用范圍一般定義在工業用的機器人，交流電壓不超過450/750V等級，不含弧焊和點焊電纜。

這份標準針對機器人電纜機械性能的特殊要求，定義了成纜的五個運動等級，涉及八項性能測試，同時對導體及絕緣材料類別、絕緣材料耐候性、線芯及填充材料的組合等作出了全面的規定并設定了考核要求。

測試一：雙滑輪的曲撓(≤4mm2)

這項測試考核電纜在徑向承受拉力，線芯施加電壓電流負荷的情況下，整體的柔韌性表現。

測試二：彎折及旋轉

這項測試中電纜兩端固定，中間部分做離心旋轉運動。

測試三：彎折

這是模擬多關節機器人可能會用到的懸臂，有一端固定在右下角，另一端是旋轉，本身彎曲的速度是200flexings/min，至少3萬次。

測試四：拖鏈彎曲

這項測試是拖鏈電纜必做的項目，彎曲半徑為6D。

測試五：90度彎折(>4mm2)

測試時，電纜自由鍛在180度范圍內左右搖擺，每分鐘40次的旋轉率，總次數要求是100萬次。因為每次彎折的點是在兩個固定件間的位置，并且反復在一個點上進行操作，所以這項測試要求比較苛刻。

測試六：2D扭轉

2D旋轉有兩個測試可二選一。一個是水平式的，左端有一個自旋轉，旋轉的次數根據客戶的需求確定一個角度。第二種是曲線旋轉，左端也是固定的，右端在軸上旋轉。兩個測試標準都是至少500萬次。

測試七：垂直扭轉

進行垂直扭轉測試時，下面有一個固定端，該測試時旋轉的角度比較大，每分鐘是12次的旋轉速度。

測試八：3D旋轉

3D旋轉測試比較復雜，與90度彎折測試有點像，不過下面的盤子還要進行一個自旋轉，類似3D環境下的考核，一個周期需要旋轉360度，旋轉的速度是30次每分鐘，至少是500萬次。

機械耐久性測試后，如果線纜表面不出現開裂，對線芯施加1500V的情況下沒有出現有擊穿現象，導體電阻值增量不超過5%，同時傳輸性能滿足要求，那么這就是一條高質量的機器人電纜。

當然，除了考慮電纜機械耐久性，TUV萊茵的2PFG2577標準也規范了以下要求：
– 電性能
– 耐候性
– 絕緣
– 材料
– 屏蔽
– 傳輸性

• Q

  高柔性拖鏈電纜越軟越好嗎？

  A

  高柔性拖鏈電纜并不是越軟越好。雖然柔軟性對于拖鏈電纜在拖鏈系統中的順暢運行有一定的作用，可以減少彎曲應力，但是“軟”的釋義是物體結構疏松，受力后易變形（跟“硬”相對）。如果過于柔軟，可能會帶來一些問題。比如，可能會導致電纜的抗拉伸強度和抗擠壓能力下降，在一些復雜的應用環境中容易受損。

• Q

  高柔線是噱頭嗎？

  A

  高柔線，是目前線纜行業內非常熱門的詞，生產商們都以高柔線自翊并將其設定為線纜高端品。然而，學術界目前并沒有關于高柔線的明確釋義，也并沒有權威機構作出任何說明。高柔線多用于頻繁彎曲的場合，高柔性不等于高度柔軟，許多廠商也并沒有真正的了解高柔線，為了利益便混淆標準。

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