在工業應用中使用連續撓性控制纜線的優點

組裝廠、輸送系統、拾放設備以及食品和飲料加工等工業環境若要確保能可靠運作，需要撓性多芯導線控制纜線提供穩健的連接。選擇和指定控制纜線看似簡單，但其實是一個複雜的過程，需要考量眾多應用需求和產業標準。

業界標準包括 UL 耐油等級 I 和 II，以及 UL 1581 垂直燃燒測試；纜線必須提供 UL 1277 衝擊和擠壓測試中定義的機械保護，並且能夠在 -40°C 至 +90°C 的工作溫度下承受超過 800 萬次的連續彎折。細銅絞線若要滿足這些要求，需採用適合惡劣環境的特殊材質 PVC 護套。屏蔽纜線適用於需要抑制電磁干擾 (EMI) 的應用。

本文詳細介紹高撓性纜線的優點以及在耐油、阻燃和機械保護產業標準之下，最適合使用這些纜線的應用。接著回顧工業應用的動作類型、撓性纜線等級和結構選項，並說明 Lapp 的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 多芯導線的適用範圍。最後以 Lapp 的屏蔽和非屏蔽撓性纜線的範例總結，並回顧纜線接頭在標準和 EMI 敏感應用中的運用。

耐油性

油在各種工業機器中用作潤滑劑或冷卻劑，但卻會對撓性纜線的運作和壽命造成重大危害。並非所有工業纜線使用的絕緣材料接觸到油時會有相同的反應，這與材料的組成有關。塑化劑是絕緣材料的關鍵成分，可提供撓性及抗疲勞。

依據絕緣材料的不同特性，可能會將油質吸收，或者是滲出塑化劑。在這兩種情況下，絕緣體的拉伸效能 (如撓性) 都會明顯下降。情形如下 (圖 1)：

• 首先，油在接觸聚氯乙烯 (PVC) 或聚烯烴絕緣化合物時，會與塑化劑交互作用。
• 如果絕緣材料是聚烯烴，油會被吸收，導致材料膨脹並削弱絕緣效能。
• 如果絕緣材料是聚氯乙烯，油會導致塑化劑滲出，造成絕緣層硬化。

圖 1：油在接觸纜線絕緣層 (左) 時，會導致聚烯烴膨脹並變弱 (中)，並且可能導致聚氯乙烯失去一些塑化劑材料，使得纜線硬化 (右) 。(圖片來源：Lapp)

用於連續彎折應用的纜線 (例如 Lapp的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY) 需要滿足兩個等級的 UL 耐油測試：

• I 級將纜線置於 100°C 的油中四天。纜線必須保維持 50% 的老化前抗拉強度和 50% 的老化前伸長能力。
• II 級將纜線置於 75°C 的油中 60 天。纜線必須保留 65% 的老化前抗拉強度和 65% 的老化前伸長能力。

阻燃性

Lapp 定義七個阻燃等級：FR-00 至 FR-06。FR-00 表示易燃的纜線。另一方面，FR-06 表示具有高阻燃性的纜線。ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 連續撓性纜線的等級為 FR-02，並使用 UL VW-1 (UL 1581) 垂直燃燒測試進行測試。

在該測試中，Tirrill 帶狀燃燒器可以控制空氣和瓦斯流量，對樣品施加指定的火焰 15 秒，然後移開。在 15 秒後或當樣品停止燃燒時，重新施加火焰 (以較長者為準)。該測試包括施加五次 15 秒的火焰。樣品不得發出火焰或發光顆粒，且不得點燃燃燒器底部的脫脂棉，才算通過測試。IEC 60332-1 對應 UL VW-1 ，火焰施加時間因纜線直徑而異。

機械保護

機械保護的要求差異很大。在某些情況下，纜線需要能夠承受意外事件，例如被墜落物體擊中或被堆高機或其他車輛碾壓。針對不同等級的防護，有各種衝擊和擠壓測試。ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 連續撓性纜線在 UL 1277 衝擊和擠壓測試定義的評級為 MP-02 (表 1)。

表 1：Lapp 的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 連續撓性纜線的機械保護等級為 MP-02。(表格來源：Lapp)

動作類型

工業系統包含三種基本動作類型 (圖 2)：

• 撓性纜線用於有隨機動作的非自動化應用。典型應用包括機床和可攜式設備。
• 連續彎折纜線在自動化系統中會有持續的線性動作，並在彎折過程中持續受力。應用包括水平和垂直 C 型軌道、拖鏈、動力拖鏈、自動化組裝等。能以超過 5 m/s 的速度來回移動，並承受大於重力加速度五倍的力。
• 扭轉纜線在三維上承受彎折和扭轉。常見應用包括工業機器人、拾取和組裝作業。

圖 2：工業系統中遇到的三種常見動作類型包括隨機彎折 (左)、連續彎折 (中) 和扭轉 (右)。(圖片來源：Lapp)

比較連續撓性纜線時必須考慮幾個變量，包括彎折半徑、距離、加速度、速度、重量。纜線規格需要與特定應用需求相符。Lapp 的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 連續撓性纜線的連續彎折等級為 CF-02，可承受高達 800 萬次彎折週期 (表 2)。其最小額定彎折半徑為非屏蔽纜線直徑的 7.5 倍和屏蔽纜線纜線直徑的 10 倍。ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 系列包括多種纜線設計，具有不同導線數、直徑、重量，可滿足各種應用需求。

表 2：Lapp 的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 纜線的評級為 CF-02，適合中等連續彎折。(表格來源：Lapp)

纜線類別和結構

工業纜線通常以電線的截面積而不是直徑來區分。截面積是重要的指標，因為它與電線的強度和重量成正比，與其電阻成反比，也與最大載流能力有關，但它有其侷限性。

由於不同等級的銅電阻率不相同，只有在受檢測的電線使用相同等級的銅，才能利用截面積進行比較。VDE 0295 / IEC 60228 依照電阻而非實體尺寸對電線進行分類，解決這些挑戰。

除了單一電線的特性外，工業纜線還由導線的數量和尺寸以及每個導線中的線股數定義。VDE 0295 依據撓性和溫度能力定義導線等級，包括：

• Class 1 是實心導線。
• Class 2 是為固定裝置設計的絞合導線。
• Class 5 是細絞合撓性導線。
• Class 6 使用超細電線作為高撓性導線。Lapp 的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 導線超越 Class 6 的要求。

除了以不同纜線絞合的撓性定義之外，工業纜線還由其結構來定義。這些纜線最常見的三種結構包括 (圖 3)：

• 單絞 (unilay) 或束狀 (bunch) 導線以相同絞線方向和絞線長度絞合在一起。這些纜線適用於固定應用。
• 同心反螺旋導線 (concentric contra-helical) 由明確的螺旋狀導線層組成。每層具有相反的絞線方向和增加的絞線長度。這些纜線適合連續彎折設計。
• 同心單絞導線由單層或多層螺旋絞線導線包覆，絞線方向相同，且後續各層的絞線長度不斷增加。這些纜線適用於扭轉和連續彎折應用。

圖 3：單絞或束狀纜線適合固定應用，同心反螺旋纜線適合連續彎折應用，同心單絞纜線適合扭轉或連續彎折應用。(圖片來源：Lapp)

連續撓性纜線

Lapp 的連續撓性纜線的額定電壓為 600 V，溫度範圍為 -5°C 至 +90°C (固定應用為 -40°C 至 +90°C)。ÖLFLEX FD 890 非屏蔽纜線的尺寸為 20 AWG 至 2 AWG，屏蔽纜線的尺寸為 20 AWG 至 6 AWG。ÖLFLEX FD 890 CY 屏蔽纜線具有整體鍍錫銅編織層，可提供 85% 的覆蓋率，建議在需要抑制 EMI 時使用(圖 4)。

圖 4：Lapp 提供 ÖLFLEX FD 890 非屏蔽連續撓性纜線 (上) 和屏蔽 ÖLFLEX FD 890 CY 連續撓性纜線 (下)。(圖片來源：Lapp)

非屏蔽 ÖLFLEX FD 890 纜線的範例包括：

• 8920034：三芯 20 AWG 纜線，外徑為 6.7 mm，銅重為 10 lb/mft，總重量約為 43 lb/mft
• 8920044：四芯 20 AWG 纜線，外徑為 7.4 mm，銅重為 16 lb/mft，總重量約 53 lb/mft

屏蔽式 ÖLFLEX FD 890 CY 纜線範例包括：

• 8918034S：三芯 18 AWG 纜線，外徑為 9.5 mm，銅重為 40 lb/mft，總重量約 91 lb/mft
• 8914044S：四芯 14 AWG 纜線，外徑為 14.0 mm，銅重為 103 lbs/mft，總重量約 181 lbs/mft
• 8912044S ，四芯 12 AWG 纜線，外徑為 16.5 mm，銅重為 160 lb/mft，總重量約為 302 lb/mft

纜線接頭

纜線接頭用於將纜線插入外罩中。可牢固密封纜線和外罩，並為纜線提供防拉效能。此外，還可以保護外罩內部免受灰塵、濕氣和其他污染物的影響，並確保組裝堅固可靠。Lapp 纜線接頭依照 DIN EN 62444 進行設計和測試。Lapp 的纜線接頭範例 (圖 5)：

• SKINTOP MS-SC 黃銅纜線接頭具有低電阻屏蔽觸點和高導電性、撓性 EMC 接點，如 53112920
• SKINTOP SL/SLR 聚醯胺纜線接頭，如 53015200。在不需要 EMI 控制時可提供耐用、液密、易於組裝的防拉效能

圖5：除了環境密封和防拉效能 (左和中) 之外，Lapp 還提供用於EMI 控制的黃銅纜線接頭以及適用於不需要 EMI 控制應用的聚醯胺纜線接頭 (右)。(圖片來源：Lapp)

結論

連續撓性纜線支援組裝操作、輸送機、拾放設備以及食品和飲料加工等工業系統。Lapp 的 ÖLFLEX FD 890/FD 890 CY 纜線滿足或超越耐油、阻燃和機械保護的產業要求，額定彎折次數高達 800 萬次。有多種尺寸可供選擇，含屏蔽和非屏蔽款式，並且可以搭配其纜線接頭，提供環境耐用的解決方案。