Yêu cầu của dây & cáp điện cho robot tự hành (Robotics)

Robotics hay robot tự hành ngày càng có nhu cầu lớn trong thế giới hiện đại, thâm nhập vào nhiều lĩnh vực hoạt động khác nhau. Mỗi cánh tay robot bao gồm nhiều bộ phận và một trong những bộ phận quan trọng đảm bảo hoạt động của nó chính là dây & cáp điện. Vì thế trong bài viết này, cùng SUNWON tìm hiểu cụ thể về yêu cầu của dây, cáp điện cho Robot tự hành!

Yêu cầu về dây, cáp điện cho Robotics

Cáp điện cho robotics thuộc loại cáp đặc biệt linh hoạt với bán kính uốn rất nhỏ và khả năng chịu xoắn cao, nó còn được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa, vận tải, kho bãi, nâng hạ, gia công kim loại và gỗ, thiết bị đóng gói và thực phẩm, máy dệt và in, máy bơm, thiết bị xây dựng, máy điều hòa không khí… Các yêu cầu về cáp của robot tự hành phải được xác định và tuân thủ để đảm bảo khả năng hoạt động đáng tin cậy và an toàn như sau:

• Tính linh hoạt và khả năng chống mài mòn. Tức là cáp phải đủ linh hoạt để mang lại sự tự do di chuyển và không tạo ra chướng ngại vật. Đồng thời, nó phải có khả năng chống mài mòn khi chịu được sự uốn cong, lực kéo căng liên tục và các ứng suất cơ học khác mà không làm mất đi đặc tính điện trong một thời gian dài sử dụng.
• Phải được che chắn (có lớp màn chắn): Để tránh nhiễu và biến dạng tín hiệu, cáp phải được che chắn, tránh được những lỗi có thể xảy ra trong quá trình tự hành của robot và đảm bảo truyền dữ liệu ổn định.
• Phải có băng thông cao để cho phép truyền lượng lớn dữ liệu giữa các bộ phận khác nhau của robot vì truyền thông tin nhanh chóng và đáng tin cậy giữ một vai trò rất quan trọng trong hoạt động tự hành của robot (trên một dây chuyền khép kín và gần như liên tục).
• Tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn: Điều này trước hết là để bảo vệ cấu trúc cáp khỏi mọi loại hư hỏng và thứ hai là để ngăn chặn những tình huống khẩn cấp bất ngờ có thể xảy ra trong quá trình tự hành của robot, phổ biến nhất là chập cháy.

Ngoài ra, khi lựa chọn sản phẩm thì phải chú ý đến các điều kiện lắp đặt, mỗi điều kiện (loại yêu cầu) chủ yếu tương ứng với một loại vật liệu cách điện nhất định, ví dụ trong điều kiện vận hành bình thường thì cáp làm bằng nhựa PVC chống cháy sẽ được sử dụng. Nó được thiết kế chủ yếu để lắp đặt trong nhà khi không có yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ và sự thay đổi nhiệt độ, tiếp xúc với dầu, hóa chất và khả năng chống mài mòn.

Đối với các điều kiện đặc biệt khắc nghiệt thì cáp điện nên có lớp cách điện làm bằng PELON, polypropylen và vỏ bọc bằng TPE hoặc polyurethane (PUR), do đặc tính vượt trội của các vật liệu này (có khả năng chống dầu, kiềm, chất lỏng bôi trơn, dung môi, nhiệt độ và các hiện tượng khí quyển khác, trong môi trường xâm thực, ảnh hưởng nhiệt và hóa học). PELON và PELON2 còn có hằng số điện môi tối thiểu, tăng khả năng chống lại ảnh hưởng của khí quyển, bền, chống biến dạng và giữ ổn định các đặc tính ban đầu trong điều kiện hoạt động trong 10 – 15 năm.

Nhìn chung thì loại cáp được thiết kế đặc biệt này được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực công nghệ khác ngoài Robotics như:

• Ngành tự động hóa
• Robot hóa sản xuất, cơ khí.
• Công nghệ servo.
• Thiết bị nâng, cần cẩu và thiết bị xây dựng.
• Hậu cần – hệ thống vận tải và hoạt động bốc xếp.
• Thiết bị băng tải, dụng cụ.
• Thiết bị đóng gói.
• Thiết bị hàn cắt kim loại, thiết bị bơm.
• Công nghiệp ô tô.
• Ngành công nghiệp vũ trụ.
• Công nghiệp quân sự.
• Robot đặc biệt (khai thác mỏ, robot dưới nước, robot gia đình, v.v.)
• Y học và công nghệ y tế.
• Dược phẩm.
• Công nghiệp thực phẩm.
• Nông nghiệp.
• Công nghiệp dầu khí: thăm dò địa chấn, khoan, phát hiện rò rỉ.
• Nghiên cứu khoa học, ví dụ như trong lĩnh vực hải dương học…

Gợi ý một số dòng cáp phù hợp cho ngành Robotics

Sản phẩm ROBOFLEX 2001/2001-C của Helucable có khả năng chống dầu mỡ và có hệ số ma sát thấp. Chúng cũng được bảo vệ khỏi oxy, ozon, rung động, bức xạ UV, dung môi, axit, kiềm và chất lỏng thủy lực. Nó có phạm vi nhiệt độ rộng từ -30℃ đến 80℃ đối với hệ thống lắp đặt di động và từ -40℃ đến 80℃ đối với hệ thống cố định. Điện áp định mức thay đổi tùy theo tiết diện cáp (lên đến 0.34 mm^2.350V và từ 0.5 mm^2.500V). Bán kính uốn tối thiểu của cáp là 7.5 lần đường kính cáp.

Sản phẩm KAWEFLEX KINEMATICS 3D được sử dụng trong nhà hay ngoài trời đều có khả năng chịu được tải trọng cực lớn. Điện áp định mức của cáp này theo tiêu chuẩn quốc tế là 0.6 hoặc 1 kV. Để đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy, cáp robotics phải chịu được điện áp thử nghiệm ít nhất 2000V. Khi đặt cáp trên đế cố định, bán kính uốn tối thiểu là 10 lần đường kính cáp đối với chiều dài đặt trên 10 mét. Phạm vi nhiệt độ để sử dụng cố định của cáp thay đổi từ -50℃ đến 80℃, đồng thời có thể chịu được xoắn trong phạm vi từ -25℃ đến 80℃.

Sản phẩm ÖLFLEX ROBOT F1 phù hợp để sử dụng ngoài trời do có khả năng chống băng giá và độ bền cơ học cao. Chúng cũng có đặc tính chống dầu, tải xoắn và tia cực tím. Điện áp danh định cho dây thay đổi tùy thuộc vào đường kính mặt cắt ngang của lõi: lên đến 0.34 mm² 300 V, 0.5-2.5 mm² 500 V. Phạm vi nhiệt độ cho các ứng dụng di động từ -40℃ đến 80℃, cho các ứng dụng cố định từ -50℃ đến 80℃. Bán kính uốn tối thiểu của dây trong ứng dụng di động là 10 đường kính cáp.