本記事では、ロボットケーブルと一般的なケーブルとの違いやロボットケーブルの選び方について解説します。

ロボットアームなど可動する機器で用いられるケーブルは、一般的なケーブルとは用途や構造に違いがあります。ケーブルを使用する環境やケーブルの可動の仕方によっても選び方が変わるため、選定の際にはご注意ください。

ロボットケーブルとは

ロボットケーブルとは、ロボットアームや工作機械など可動する機器に用いられるケーブルのことであり、可動用ケーブルやFAケーブルなどとも呼ばれています。主に可動部での使用を想定して設計されているため、捻回や屈曲などに耐久性があり、繰り返しの動作に強いことが特長です。

工場内の産業機器の外部だけでなく、機器内部にロボットケーブルを配線することもあります。例えばロボットアームの内部で使用するケーブルは、モーターなどの発熱源が近いために高温になりやすく、配線するスペースが狭いため筐体（きょうたい：ケース）との摩耗のリスクが高くなるでしょう。このような過酷な環境での使用を想定して、耐熱性や耐摩耗性のある素材で作られているケーブルもあります。

ロボットケーブルと一般的なケーブルとの違い

一般的なケーブルは、基本的に固定された環境での使用を想定して設計されています。そのためケーブルに捻回や屈曲の力が繰り返し加わると、ケーブルの被覆や導体が破損するリスクがあります。被覆が破損して導体がむき出しになれば、周囲の金属と触れてショートが発生し、過電流による機器の破損や発火などの大事故に繋がるリスクもあるでしょう。

またケーブル内部の導体が断線すれば、機器が停止して交換対応をしなければなりません。工場の生産ラインで使用している機器が停止すると、生産を停止している間に発生する金銭的な損害も莫大になる可能性があります。

ロボットケーブルは、捻回と屈曲への耐久性を持たせるために一般的なケーブルとは構造に違いがあります。導体を構成する素線は径が細く、柔軟性に優れています。また素線のより方にも工夫があり、捻回や屈曲が生じた際の負荷や歪みを分散しやすい構造になっています。ケーブルの被覆となる絶縁体には柔軟性の高い材質を使用しますが、使用環境に応じて耐熱性や耐摩耗性、耐油性などに特徴を持たせたものがあります。

ロボットケーブルの選び方

ロボットケーブルの選定方法についてご説明します。

先に一般的なケーブル選定と同様の基本仕様を確認してから、捻回や屈曲など可動に関する仕様を選定します。考慮すべき事柄が多くあるため、性能が高いほどコストも高いなどのトレードオフになる要素も出てくるでしょう。

基本的な仕様を選定

まずは一般的なケーブルの選定と同様の観点でケーブル仕様を確認してください。具体的な項目としては、導体径（AWG）、電線またはシースの外径、芯数、単線／より線などが挙げられます。要求仕様を厳しく考えすぎると選択肢がなくなってしまう場合もあるため、必須となる仕様とそうでない仕様は分けて考えると良いでしょう。

電源線であれば、導体の抵抗値が適切か確認する必要があります。特に大電流を流すことが想定される場合、ケーブルが持つ抵抗成分に応じた電圧降下が発生します。また周囲温度によって流せる電流値が制約されるため、高温環境で使用する場合は十分な電流許容値を持つか確認してください。通信線に用いるケーブルの場合は、信号の帯域に応じたインピーダンス設計がされているか、シールド線は必要かなどの観点で検討する必要があります。

可動に関する仕様を選定

続いて、可動する箇所で用いられるロボットケーブルとしての観点で仕様を確認します。実際に取り付ける際にどのような配線状態が想定されるでしょうか。捻回や左右屈曲、U字屈曲など、想定されるケーブルの動きによって選定すべきケーブルの種類や特性は変わります。

捻回であれば回転角度やケーブルの固定間の長さ、屈曲であれば推奨曲げ半径や屈曲の速度、ストロークの長さは適切であるかを確認します。通常ケーブルメーカーでは捻回や屈曲を想定した耐久試験を実施しているため、その試験結果と実際に配線される環境を見比べて問題がないか検討できるでしょう。

またケーブルと機器が接する箇所はないでしょうか。摩耗の恐れがあるなら耐摩耗性の高い材質を使用したケーブルを選定する必要があります。周囲の環境によっては耐熱性や耐油性、耐薬品性などを要求仕様に含めることも検討します。

配線状態、周囲環境を考慮してロボットケーブルを選定

ロボットケーブルは可動部での使用を想定して、捻回や屈曲などに耐久性を持たせています。一般的なの固定用ケーブルを可動部で使用すると、被覆が破損して導体がショートしたり、断線したりする恐れがあるため注意が必要です。導体径や芯数など、一般的なケーブルと同様の基本仕様に加えて、配線の可動の仕方や周囲環境を考慮して選定しなければなりません。

要求仕様が厳しいとケーブルメーカーの標準品では仕様を満たせない場合もあります。もしコストが高くなることを許容できるなら、メーカーに設計からケーブル製作を依頼できる場合もあるので検討してはいかがでしょうか。