Tipi di fili e cavi usati in robotica
I robot non usano "cavo da robot"—usano cavi specifici per l'applicazione scelti per voltaggio, corrente, cicli di flessione, ambiente EMI, velocità dati e vincoli meccanici. Un singolo braccio industriale può contenere 20+ tipi di cavi. Ecco la tassonomia.
1. Cavi di alimentazione (Attuatori, Azionamenti, Bus)
- Cavi servo alta flessibilità: 4–8 conduttori (3-fasi + freno + temp + terra), 600–1000V, 10–50A. Guaina: PUR (poliuretano) per resistenza olio/abrasione/UV. Nominali 10M–50M cicli flessione (es. Igus Chainflex, Lapp Ölflex).
- Cavi motore schermati: Schermatura treccia Cu (85%+ copertura) + foglio → impedisce rumore VFD di irradiare sui segnali. Critico per integrità resolvatore/encoder.
- Busbar / Alta corrente: Laminati rame/alluminio per >100A (distribuzione potenza base).
2. Cavi segnale e dati (Controllo, Sensori, Comunicazioni)
- Cavo segnale multi-conduttore: 12–50 conduttori, 24–18 AWG, coppie individualmente schermate foglio + treccia complessiva. Trasporta I/O, logica 24V, sensori analogici. Nominale flessione.
- Cavi encoder / resolvatore: 4–8 coppie intrecciate (A+/A-, B+/B-, Z+/Z-, termico), alta flessibilità, doppia schermatura. Impedenza controllata (120Ω).
- Ethernet industriale: Cat5e/Cat6a/Cat7, 4 coppie, Profinet/EtherCAT/EtherNet/IP. Rinforzato: M12 D/X-codificato, guaina PUR, nominale 600V per routing ibrido.
- Fieldbus: Profibus (RS-485, 1 coppia + schermatura), CANopen/DeviceNet (CAN 2.0, 2 coppie + alimentazione), CC-Link. In declino ma pesante legacy.
- Fibra ottica: POF (plastica, corto), HCS/PCS (hard-clad, 100m), Vetro (km). Immune EMI, alta banda. Usato per tratte lunghe, zone ad alto rumore, circuiti di sicurezza.
3. Funzioni specializzate
- Filo estensione termocoppia: Tipo J/K/T/E — leghe abbinate per evitare errore giunzione fredda.
- Coassiale: Antenne RF (Wi-Fi, 5G, GPS, UWB) su robot mobili. Bassa perdita (LMR-195/240/400).
- Ibrido / Composito: Alimentazione + segnale + fibra in un'unica guaina (es. 4×1,5mm² + 4×2×0,25mm² + 2×FO). Riduce ingombro dress-pack.
- Piatto / Nastro / FFC/FPC: Interno scheda-scheda, piegature strette, bassa corrente.
Criteri di selezione (Il "Perché questo cavo")
| Parametro | Impatto sulla scelta |
|---|---|
| Vita flessione (Cicli) | Catena portacavi: 5M–50M. Statico: 1M. Torsione (polso): nominale torsione speciale. |
| Raggio di piega | Fisso: 4–5×OD. In movimento: 7.5–10×OD. Torsione: ±360°/m. |
| Temperatura | -40°C a +105°C (PUR), +80°C (PVC). Celle saldatura: +150°C fibra ceramica. |
| Resistenza chimica | Olio, refrigerante, solvente, lavaggio (IP69K). PUR > TPE > PVC. |
| Schermatura EMI | Cavi servo: 85% treccia + foglio. Segnali: foglio coppia + treccia complessiva. |
| Nominale voltaggio | 300V (segnali), 600V/1000V (alimentazione), 2000V (ibrido). |
| Certificazioni | UL/CSA (NFPA 79), CE, RoHS, REACH, TÜV (sicurezza funzionale). |
Sistemi gestione cavi
- Catene portacavi (Energy Chains): Igus, Kabelschlepp, Tsubaki. Guidano cavi attraverso raggio di piega definito.
- Dress Pack / Kit dress-out: Set cavi pre-assemblati per modelli robot specifici (ABB, KUKA, Fanuc, Yaskawa).
- Ritorni a molla / Ritrattori: Per assi a corsa limitata.
Chiave di lettura
Il guasto del cavo è una causa principale di fermo robot. Specificare il cavo giusto per il profilo di movimento—non solo per la specifica elettrica—è la differenza tra 6 mesi e 10 anni MTBF.