Công nghệ kết nối xuyên cách điện (IDC) trong hệ thống cáp chuyển động từ igus® & HARTING

• Yêu cầu: Kiểm thử và đưa ra kết luận thử nghiệm đáng tin cậy cho hệ thống cáp động ứng dụng công nghệ xuyên cách điện (IDC) theo tiêu chuẩn EN 60352-3
• Tiêu chí: Kết nối đầu nối hoạt động an toàn, tuổi thọ dài, chịu rung động liên tục cùng hàng nghìn chu kỳ uốn và chuyển động
• Sản phẩm: Cáp chainflex® CFBUS & đầu nối HARTING RJ Industrial 10G
• Ngành: Tự động hóa công nghiệp
• Thành công cho khách hàng: Đảm bảo cáp CF kết hợp với công nghệ IDC đáp ứng các yêu cầu độ tin cậy cao nhất (dù chưa được đề cập trong EN 60352-3)

Trong các hệ thống quy mô lớn, nơi có thể sử dụng hàng trăm đến hàng nghìn tuyến cáp và đầu nối, mỗi lõi dẫn và mỗi kết nối riêng lẻ đều phải đáp ứng yêu cầu cực cao về tuổi thọ và độ tin cậy. Điều này không hề đơn giản khi cáp phải chịu tác động cơ học, khí hậu và hóa chất khắc nghiệt tùy theo điều kiện vận hành.

Đặc biệt, với các ứng dụng mà cáp di chuyển cùng các bộ phận cơ khí như trục tuyến tính, trục handling hoặc cánh tay robot, các tải trọng này càng gia tăng đáng kể.

Yêu cầu không chỉ dừng lại ở cáp mà còn áp dụng cho đầu nối. Ngay cả trong điều kiện rung động liên tục hoặc hàng nghìn chu kỳ làm việc mỗi ca, với nhiều lần uốn và chuyển động, các lõi dẫn vẫn không được phép bị tuột khỏi điểm kết nối. Đây là yêu cầu tưởng chừng đơn giản nhưng đòi hỏi sự lựa chọn công nghệ kết nối phù hợp và quy trình lắp đặt chính xác.

Tiêu chuẩn áp dụng cho các kết nối này là EN 60352-3 trong bộ “Kết nối điện không hàn”, quy định các yêu cầu, phương pháp thử và hướng dẫn sử dụng cho kết nối xuyên cách điện. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này chỉ đề cập đến lõi dẫn đơn hoặc dây bện 7 sợi. Trong thực tế công nghiệp, cáp 19 sợi được sử dụng phổ biến để đảm bảo độ linh hoạt cần thiết cho các ứng dụng chuyển động.

Do đó, các lõi cáp Ethernet và Profibus dạng 19 sợi kết nối bằng IDC không hoàn toàn phù hợp với phạm vi tiêu chuẩn hiện hành, đồng nghĩa việc chứng nhận đầu nối cũng không được áp dụng trực tiếp trong trường hợp này.

Trước thực tế đó, igus® và HARTING đã cùng triển khai giải pháp kiểm chứng thực tế các hệ thống cáp thành công theo đúng yêu cầu của EN 60352-3. Các thử nghiệm được thực hiện tại phòng thử nghiệm được công nhận của HARTING tại Espelkamp và trung tâm thử nghiệm hiện đại của igus®.

Phạm vi thử nghiệm bao gồm các bài test dài hạn với hệ thống cáp lắp sẵn chịu tải theo các cấu hình yêu cầu xác định. Khả năng xử lý tại đầu nối và chất lượng tiếp xúc giữa dây bện và đầu nối IDC cũng được đánh giá chi tiết. Các điều kiện môi trường khắc nghiệt như thay đổi nhiệt độ liên tục và độ ẩm cao cũng được mô phỏng.

Mục tiêu là áp dụng đầy đủ các phương pháp thử theo EN 60352-3, đồng thời đưa cả cáp và kết nối IDC vào điều kiện tải cao nhất.

Kết quả thử nghiệm
Kết quả cho thấy sự hài lòng tuyệt đối từ cả HARTING và igus®. Ngay cả sau khi chịu tải động cường độ cao, các ảnh chụp vi cấu trúc vẫn cho thấy mối hàn lạnh hoàn hảo, đảm bảo tuổi thọ dài ngay cả khi tiếp tục vận hành.

Các thử nghiệm được thực hiện trên các dòng cáp bus tiêu chuẩn trong danh mục chainflex®:

• Dòng CFBUS.04x cho Ethernet
• Dòng CFBUS.060 cho PROFINET

Bên cạnh đó, igus® cũng thử nghiệm các phiên bản cáp với nhiều loại vật liệu vỏ khác nhau:

• PVC (phù hợp ngành gỗ)
• PUR (yêu cầu chống dầu)
• TPE không chứa halogen
• Phiên bản đạt chứng nhận UL

Đặc biệt, các dòng cáp robot CFROBOT8.045 (Ethernet) và CFROBOT8.060 (PROFINET) – được thiết kế cho tải động khắc nghiệt – cũng đã vượt qua thử nghiệm thành công.