Domande e risposte con HELU: considerazioni sulla progettazione per applicazioni dinamiche

Dec 02, 2023

Per contenuto sponsorizzato | 1 dicembre 2022

Di Keith Wilkerson, responsabile del segmento aziendale per la robotica e l'automazione

D: In che modo le catene portacavi e i cavi resistenti alla torsione sono progettati e realizzati in modo diverso gli uni dagli altri?

UN: Sotto molti aspetti, rispetto all'ambiente in cui verrà installato ciascun cavo, sono molto simili. Prima di discutere questi dettagli, parliamo del materiale più basilare presente nella maggior parte dei cavi industriali, il filo di rame. La cosa fondamentale da ricordare è che tutti i fili di rame, non importa come sono disegnati, quanti ne vengono utilizzati per conduttore o come sono intrecciati insieme, hanno memoria. Pensa, ad esempio, a un appendiabiti in filo metallico. Se lo pieghi in una direzione particolare e poi tenti di riportarlo nella posizione originale, non sarà esattamente come prima. Lo stesso vale per i trefoli di rame in un cavo industriale multiconduttore. Ciò va bene per applicazioni fisse o fisse, ma crea la sfida più elementare per un produttore di cavi quando il cavo verrà piegato milioni di volte in un'applicazione 2D (catena portacavi) o 3D (robotica). Senza rivelare troppo su come HELUKABEL progetta e produce questi cavi in ​​stile 2D e 3D, la gestione della memoria di ciascun filo e conduttore gioca un ruolo importante negli sforzi di progettazione. Quanto più impegnativa è l'applicazione meccanica, tanto maggiori dovranno essere le caratteristiche prestazionali del cavo. Ciò significa passare dalla semplice costruzione a fascio o unilay per cavi stazionari a quella concentrica con una lunghezza di avvolgimento ridotta (2D) o concentrica con una lunghezza di avvolgimento maggiore (3D). Con l'aumento delle esigenze prestazionali, i cavi passano anche dall'isolamento in PVC a quello in PP e ai composti di rivestimento in PUR o TPE.

D: Quali sono alcune considerazioni sulla progettazione dei cavi con classificazione per catena portacavi?

UN: Ci sono molte caratteristiche da considerare e le catene portacavi di ciascuna macchina richiedono una comprensione completa dell'applicazione. Per progettare un nuovo cavo o consigliare un cavo standard da catalogo, il tuo partner per le soluzioni dovrebbe porre molte domande. Ciò produrrà i migliori risultati. Alcune di queste domande riguardano i parametri meccanici: accelerazione, velocità di viaggio, lunghezza del viaggio e cicli giornalieri. Esistono anche considerazioni ambientali, che includono la temperatura ambiente operativa, se la macchina si trova all'interno o all'esterno e la presenza di sostanze chimiche o particolati che potrebbero entrare in contatto con la catena portacavi, come scorie di saldatura o fluido diesel (molto frequenti in l'industria della lavorazione del legno). Alcune delle proprietà desiderate di qualsiasi cavo industriale sarebbero un ampio intervallo di temperature, resistenza alla luce solare, elevata resistenza all'olio, allungamento minimo, elevata resistenza alla trazione, buona resistenza all'abrasione, raggio di curvatura ridotto, bassa capacità e propagazione della fiamma. È possibile produrre cavi che soddisfino molti, se non la maggior parte, di questi criteri, ma il costo per produrre un cavo del genere non sarebbe accettato dal mercato. Poiché una soluzione unica per tutti non è auspicabile per la maggior parte degli OEM e degli utenti finali a causa dei costi, è fondamentale abbinare la soluzione migliore in base all'applicazione complessiva con il costo totale del sistema come considerazione secondaria.

D: Quali sono alcune considerazioni sulla progettazione dei cavi per cavi resistenti alla torsione/robotica?

UN: I cavi torsionali (robotici 3D) devono resistere a molti degli stessi fattori ambientali dei cavi a catena portacavi. Come accennato in precedenza, è necessaria la comprensione dell’intero ambito dell’applicazione per formulare una raccomandazione adeguata o progettare la soluzione migliore. Sebbene la flessione del cavo lungo tutta la sua lunghezza non sia presente in un'applicazione torsionale come in un'applicazione con catena portacavi, è presente una sollecitazione rotazionale aggiuntiva applicata al cavo. Ciò è dimostrato su un robot articolato quando l'asse quattro (4) ruota in una direzione e l'asse sei (6) ruota nella direzione opposta. Un produttore di cavi deve ora considerare la memoria dei trefoli di rame in relazione a tale stress aggiuntivo. Tenendo presente questo, dobbiamo capire che il valore torsionale (+/- XXX°) è uno dei parametri più critici di un cavo torsionale. Quando si confrontano cavi di vari fornitori, utilizzare questo come riferimento per il confronto. Un cavo di +/- 180° per metro può essere accettabile per un robot di pallettizzazione a 4 assi, ma potrebbe non essere il più adatto per un robot di saldatura in uno stabilimento automobilistico. Inoltre, affermare che un cavo è progettato per "resistere ad applicazioni torsionali" non è sufficiente per determinare se si tratta della soluzione adeguata per l'applicazione.