杨海龙

德国莱茵TüV大中华区商用与工业产品服务资深项目经理

在电线电缆以及电气零部件产品测试认证领域拥有10年以上丰富经验，德国莱茵TüV技术签证官。

随着德国率先提出的工业4.0，各个发达国家及中国都在制定自己国家的智能制造战略。在刚刚过去的两会，工信部部长在回答记者时也提到，中国已部署了40个机器人产业园区。

说到机器人，必须要提机器人电缆。机器人电缆就好比是机器人的神经和血管。然而，机器人电缆跟传统电缆，在设计和研发上有很大不同。机器人电缆需要长时间进行弯曲以及扭绞运动，如何始终确保电缆的电气绝缘有效和通信传输正常是衡量产品质量安全的关键。然而，TUV莱茵也观察到，产品设计和制造时由于工艺采用不当和选材有误，电缆因运动承受径向和轴向应力而出现断裂是很普遍的现象。

为解决该问题，2016年8月，德国莱茵TUV正式颁布了业界首个专门针对机器人电缆的标准：2PFG2577。该标准的适用范围一般定义在工业用的机器人，交流电压不超过450/750V等级，不含弧焊和点焊电缆。这份标准针对机器人电缆机械性能的特殊要求，定义了成缆的五个运动等级，涉及八项性能测试，同时对导体及绝缘材料类别、绝缘材料耐候性、线芯及填充材料的组合等作出了全面的规定并设定了考核要求。

测试一：双滑轮的曲挠(≤4mm2)

这项测试考核电缆在径向承受拉力，线芯施加电压电流负荷的情况下，整体的柔韧性表现。

测试二：弯折及旋转

这项测试中电缆两端固定，中间部分做离心旋转运动。

测试三：弯折

这是模拟多关节机器人可能会用到的悬臂，有一端固定在右下角，另一端是旋转，本身弯曲的速度是200flexings/min，至少3万次。

测试四：拖链弯曲

这项测试是拖链电缆必做的项目，弯曲半径为6D。

测试五：90度弯折(>4mm2)

测试时，电缆自由锻在180度范围内左右摇摆，每分钟40次的旋转率，总次数要求是100万次。因为每次弯折的点是在两个固定件间的位置，并且反复在一个点上进行操作，所以这项测试要求比较苛刻。

测试六：2D扭转

2D旋转有两个测试可二选一。一个是水平式的，左端有一个自旋转，旋转的次数根据客户的需求确定一个角度。第二种是曲线旋转，左端也是固定的，右端在轴上旋转。两个测试标准都是至少500万次。

测试七：垂直扭转

进行垂直扭转测试时，下面有一个固定端，该测试时旋转的角度比较大，每分钟是12次的旋转速度。

测试八：3D旋转

3D旋转测试比较复杂，与90度弯折测试有点像，不过下面的盘子还要进行一个自旋转，类似3D环境下的考核，一个周期需要旋转360度，旋转的速度是30次每分钟，至少是500万次。

机械耐久性测试后，如果线缆表面不出现开裂，对线芯施加1500V的情况下没有出现有击穿现象，导体电阻值增量不超过5%，同时传输性能满足要求，那么这就是一条高质量的机器人电缆。

当然，除了考虑电缆机械耐久性，TUV莱茵的2PFG2577标准也规范了以下要求：
– 电性能
– 耐候性
– 绝缘
– 材料
– 屏蔽
– 传输性