Tecnología Electrónica

Tipos de cables y alambres utilizados en robótica

Los robots no utilizan "cable para robots"—utilizan cables específicos para cada aplicación seleccionados por voltaje, corriente, ciclos de flexión, entorno EMI, velocidad de datos y restricciones mecánicas. Un solo brazo industrial puede contener más de 20 tipos de cable. Aquí tienes la taxonomía.

1. Cables de potencia (actuadores, drives, bus)

  • Cables servo de alta flexión: 4–8 conductores (3 fases + freno + temperatura + tierra), 600–1000 V, 10–50 A. Cubierta: PUR (poliuretano) para resistencia a aceite, abrasión y rayos UV. Clasificados para 10M–50M ciclos de flexión (por ejemplo, Igus Chainflex, Lapp Ölflex).
  • Cables de motor blindados: Malla trenzada de cobre (85 %+ de cobertura) + lámina → evita que el ruido de los VFD irradie hacia las señales. Crítico para la integridad de resolutores/encoders.
  • Barras colectivas / Alta corriente: Cobre/aluminio laminado para >100 A (distribución de potencia base).

2. Cables de señal y datos (control, sensores, comunicaciones)

  • Cable de señal multiconductor: 12–50 conductores, 24–18 AWG, pares individualmente blindados con lámina + malla general. Transporta E/S, lógica de 24 V, sensores analógicos. Con clasificación de flexión.
  • Cables de encoder / resolutor: 4–8 pares trenzados (A+/A-, B+/B-, Z+/Z-, térmico), alta flexión, doble blindaje. Impedancia controlada (120 Ω).
  • Ethernet industrial: Cat5e/Cat6a/Cat7, 4 pares, Profinet/EtherCAT/EtherNet/IP. Endurecido: M12 D/X-coded, cubierta PUR, clasificación de 600 V para enrutamiento híbrido.
  • Fieldbus: Profibus (RS-485, 1 par + blindaje), CANopen/DeviceNet (CAN 2.0, 2 pares + potencia), CC-Link. En declive, pero muy presente en sistemas legacy.
  • Fibra óptica: POF (plástico, corto alcance), HCS/PCS (recubierta dura, 100 m), Vidrio (km). Inmunes a EMI, alto ancho de banda. Usados para recorridos largos, zonas de alto ruido y circuitos de seguridad.

3. Funciones especializadas

  • Cable de extensión para termopar: Tipo J/K/T/E — aleaciones igualadas para evitar errores de unión fría.
  • Coaxial: Antenas RF (Wi-Fi, 5G, GPS, UWB) en robots móviles. Baja pérdida (LMR-195/240/400).
  • Híbrido / Compuesto: Potencia + señal + fibra en una sola cubierta (por ejemplo, 4×1.5 mm² + 4×2×0.25 mm² + 2×FO). Reduce el volumen del paquete de cableado.
  • Plano / Cinta / FFC/FPC: Conexión interna placa a placa, dobleces cerrados, baja corriente.

Criterios de selección (el "por qué este cable")

ParámetroImpacto en la elección
Vida de flexión (ciclos)Cadena portacables: 5M–50M. Estático: 1M. Torsión (muñeca): clasificación especial de torsión.
Radio de curvaturaFijo: 4–5×OD. En movimiento: 7.5–10×OD. Torsión: ±360°/m.
Temperatura-40 °C a +105 °C (PUR), +80 °C (PVC). Celdas de soldadura: +150 °C fibra cerámica.
Resistencia químicaAceite, refrigerante, solvente, lavado (IP69K). PUR > TPE > PVC.
Blindaje EMICables servo: malla 85 % + lámina. Señales: lámina por par + malla general.
Clasificación de voltaje300 V (señales), 600 V/1000 V (potencia), 2000 V (híbrido).
CertificacionesUL/CSA (NFPA 79), CE, RoHS, REACH, TÜV (seguridad funcional).

Sistemas de gestión de cables

  • Cadena portacables (Energy Chains): Igus, Kabelschlepp, Tsubaki. Guian los cables a través de un radio de curvatura definido.
  • Dress Packs / Kits de cableado: Juegos de cables preensamblados para modelos de robot específicos (ABB, KUKA, Fanuc, Yaskawa).
  • Retractiles / Retractores de resorte: Para ejes de recorrido limitado.

Conclusión clave

La falla de cables es una de las principales causas de tiempo de inactividad de robots. Especificar el cable adecuado para el perfil de movimiento—no solo la especificación eléctrica—marca la diferencia entre un MTBF de 6 meses y uno de 10 años.

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