産業用オートメーション ケーブル: 機械に適したケーブルを選択する方法

自動化された生産ラインは、ケーブルを配線するのが難しい場所です。ドラッグ チェーンは年間数百万回回転し、ロボットの手首は複数の軸を介して回転し、サーボ ドライブはフィードバック信号からわずか数ミリメートルの位置にある導体に大電流を流します。機械が停止したとき、多くの場合、ケーブルは誰もが疑う最後のコンポーネントであり、最初に検査する価値のあるコンポーネントです。

したがって、産業用オートメーション ケーブルの選択は、最も太いオプションや最も安価なオプションを見つけることではありません。これは、より線、絶縁、シールド、ジャケットなどの構造の詳細を、特定の機械の動作、化学反応、および電気ノイズに適合させることです。このガイドでは、一般的なオートメーション システムを構成するケーブル ファミリ、ケーブル ファミリの故障の原因、および注文前に尋ねる価値のある質問について説明します。

ケーブルが産業オートメーションに適している理由は何ですか?

産業オートメーション ケーブルという用語は包括的な用語であり、単一の製品ではありません。キャビネット内の 24 V 制御配線から、ガントリーに沿って伸びるシールドされたモーター ケーブルまで、あらゆるものをカバーします。優れた製品に共通するのは、壁内に固定して設置するためではなく、移動、騒音、汚染を考慮して設計されていることです。

• 細いより線導体。 クラス 5 およびクラス 6 の柔軟な撚り線により、加工硬化や亀裂が発生することなく銅を曲げることができます。加工硬化や亀裂により、最終的に可動軸内の硬い導体が破壊されます。
• 目的に応じて選ばれた断熱材。 TPE、ピュア、シリコン、XLPE はそれぞれ、柔軟性、絶縁耐力、温度範囲のトレードオフが異なり、通常、ケーブルが最も高温になる条件に従って選択されます。
• 信号が弱い場所をシールドします。 編組、フォイル、またはその両方の組み合わせにより、ドライブのスイッチング ノイズがエンコーダ、センサー、バス交通から遠ざけられます。
• 環境に耐えるジャケット。 PUR は油と摩耗に対処し、PVC は一般的なパネル作業をカバーし、シリコーンは熱源の周囲で活躍します。
• 一貫したジオメトリ。 同心円状の層、適切なフィラー、丸いプロファイルにより、ケーブルがチェーン内で安定し、グランド内で予測可能に保たれます。

400 V モーター電源を伝送するケーブルとエンコーダー信号を伝送するケーブルは、外側からは似ているように見えますが、絶縁体の厚さ、シールド範囲、静電容量の目標は異なります。両方のジョブに 1 つのタイプを使用することは、自動化プロジェクトで最も一般的で最もコストがかかるショートカットの 1 つです。

オートメーション システムの主なケーブル ファミリ

ほとんどのマシンは 5 つまたは 6 つの異なるケーブル ファミリを使用し、それぞれが異なる仕事を実行します。早めに並べ替えると、残りの選択が簡単になります。

一般的な改造では、データ ケーブルとフィードバック ケーブルが最も多くの中断を引き起こします。これは、シールドとインピーダンスが導体ゲージよりも重要であるためです。たとえば、適切に仕様化されたバス ケーブルは、ドライブ ケーブルとダクトを数メートル共有する場合でも、通信の安定性を維持します。

オートメーション用 Cat6 シールド産業用イーサネット ケーブル ペアごとおよび全体的なシールドを備えたカテゴリ 6 産業用イーサネット ケーブルは、安定したデータとフィードバック送信を必要とする改修に適しています。 製品を見る→

また、パッケージング ライン、CNC セル、およびロボット ワークセルでは、同じ構造に対して非常に異なる要求が課されるため、ケーブル タイプだけではなくアプリケーションごとに選択を整理するのにも役立ちます。これらの組み合わせを業界ごとにグループ化しています。 自動化ソリューション 概要は、多くの場合、長い製品リストよりも迅速な開始点となります。

オートメーション ケーブルが最初に故障する場所

銅線で障害が始まることはほとんどありません。それらはジャケット、シールド、またはストランド構造が仕様に決して入らない条件下で放棄されることから始まります。

• 継続的な屈曲。 ジャケットは最大曲げ点で亀裂が入り、通常、数千回ではなく数百万回のサイクル後に損傷が現れます。
• ねじれ。 曲げについて評価されたケーブルは、ねじれについて自動的に評価されず、多軸リストは常にねじれます。
• オイル、クーラント、油圧作動油。 標準的な PVC は、多くの加工液と接触すると膨潤し、柔らかくなります。ここで PUR ジャケットが真価を発揮します。
• 電磁干渉。 ドライブケーブルの横を走るシールドされていない信号ペアはスイッチングノイズを拾い、追跡が難しい断続的な位置誤差を引き起こします。
• 熱。 モーターハウジング、オーブン、溶接セルは、周囲温度を汎用コンパウンドの限界を超えています。
• 磨耗とチェーンの摩耗。 ケーブル同士が擦れたり、ガイド ローラーと擦れたりすると、導体が破損するずっと前に外層が失われます。

そのうちの 2 つは特に注目に値します。ケーブル チェーンでは、ほとんどの場合、データシートに印刷されているものではなく、ケーブルが実際に取り付けられるジャケットの配合物と曲げ半径が決定要因となります。適切に定格されたドラッグ チェーン ケーブルは、シールドとジャケットが互いに争うのではなく一緒に動くように設計されているため、何百万サイクルにもわたってその電気的性能を維持します。

TRVVP エレベーター システム用シールド ドラッグ チェーン ケーブル エレベーター用の全体的なシールドを備えた柔軟な走行ケーブルで、シャフトの往復運動で制御、データ、ビデオ、バス信号をサポートします。 製品を見る→

シールドとジャケットの素材: 静かな決定者

シールドの構築方法

ドレインワイヤ付きのフォイルは高周波ノイズを適切に処理し、安価です。一方、編組銅シールドは低周波干渉に優れており、機械的強度が追加されます。シールドを組み合わせると、重量と直径がわずかに大きくなりますが、両方の効果が得られます。カバレッジはシールドのタイプと同じくらい重要です。85 パーセントの編組と 95 パーセントの編組は、15 kW ドライブの隣ではまったく異なる動作をします。原則として、電源ケーブルと信号ケーブルは可能な場合は別々のダクトに配線し、それができない場合は直角に交差させ、24 V 未満のすべてに対してシールド構造を使用します。

ジャケットと断熱材の比較

実用的な選択シーケンス

プロジェクトに数十のケーブル配線がある場合、それぞれのケーブルに対して同じ短いシーケンスを実行することで、仕様を正確に保つことができます。

1. 最初にモーションを定義します: 静的、時折の屈曲、連続的な屈曲、またはねじれ。他のすべてはこの回答から導き出されます。
2. 電圧レベル、電流、同じケーブル内に保護接地線が必要かどうかなどの電気的義務を確認してください。
3. アナログ測定、エンコーダフィードバック、イーサネットにはそれぞれ異なるシールドとインピーダンスのニーズがあるため、信号のタイプと速度を特定します。
4. 環境をリストします: 油、冷却剤、水、ほこり、紫外線曝露、および危険区域の要件。
5. 動作時と設置時の温度範囲は大きく異なることが多いため、確認してください。
6. 最小曲げ半径、チェーンの移動量、ケーブルが固定されるか、ガイドされるか、またはフリーハンギングされるかなど、設置形状を確認します。
7. 認証と文書、特に CE または UL リストと、顧客または検査官が要求するテストレポートを確認します。

多軸ロボット アームの場合、この順序は通常、素線数が多い PUR 構造と、平曲げではなく繰り返しのねじりに耐えるように設計されたシールドを指します。

JOR-256 動的アプリケーション用 PUR ロボットケーブル 編組シールドと高い柔軟性を備えた PUR シースロボットケーブル。6 軸ロボット、ケーブルキャリア、サーボエンコーダ配線用に設計されています。 製品を見る→

認証、カスタマイズ、供給

輸出志向の自動化プロジェクトでは、汎用ケーブルが受け入れられることはほとんどありません。 CE および UL のリスト、難燃性および低煙のハロゲンフリー オプション、文書化されたテスト データは、多くの場合、追加特典ではなく購入条件の一部です。カスタムの長さ、コアの色分け、印刷された凡例、およびカスタマイズされたシールドも同様に一般的な要求です。これは、最初に機械に適合するケーブルがあれば、試運転の 1 日が丸々節約されるためです。

安徽省宣城に独自の生産拠点を持つメーカーとして、当社は標準制御、データ、サーボ、フレキシブルケーブルファミリー、および顧客の図面に合わせて構築された修正構造など、その範囲の両端を扱っています。危険な環境ではケーブルの選択も変わります。危険な環境では、信号の整合性における単一の弱いリンクが安全システム全体に影響を与える可能性があります。このトピックについては、この記事で詳しく説明します。 危険区域内の計装ケーブル .

ひとつにまとめる

産業オートメーション ケーブルは、ほとんどのプロジェクト予算の中で小規模な項目であり、計画外のダウンタイムの驚くほど大きな割合を占めています。通常、何かを注文する前にモーション プロファイル、環境、信号要件を書き留めて、購入ではなく技術的な決定として扱うだけで、よくある失敗を回避できます。どの構造が特定の軸に適合するか不明な場合は、アプリケーションの詳細をお送りください。標準の制御ケーブルから完全にカスタマイズされた柔軟な設計まで、オプションをお客様と一緒に検討させていただきます。