Sensoren ermöglichen die präzise Erfassung von Messwerten, die zur Zustandsbestimmung eines Antriebssystems notwendig sind. Harmonic Drive® Drehmomentsensoren ermitteln die Belastungssituation eines Antriebs und helfen Überlastungen zu vermeiden oder ermöglichen die sichere Zusammenarbeit von Menschen und Maschine oder Force-Feedback-Funktionen.
Harmonic Drive® Winkelmesssysteme erfassen die Position der Motorwelle und ermöglichen so die optimale Bestromung der Motorwicklung, um das maximale Drehmoment zu erzeugen oder Bewegungen mit höchster Präzision auszuführen.
Harmonic Drive® Drehmomentsensorik Harmonic Drive® Winkelmesstechnologie
Harmonic Drive® Getriebe kommen überall dort zum Einsatz, wo präzise Bewegungen spielfrei ausgeführt werden müssen. In vielen Anwendungen, z. B. in der Robotik oder Medizintechnik, wird das Drehmoment als Eingangssignal für die sensitive Bewegungssteuerung benötigt. Durch Überwachung und Begrenzung von Kräften ermöglicht das Drehmomentsignal in kollaborierenden Robotern (Cobots) grundlegende Sicherheitsfunktionen, wie die Kollisionserkennung. Für die handgeführte Programmierung (direct teach-in) benötigt der Cobot Drehmomentsignale in allen Achsen, um die Führung des Roboters motorisch zu unterstützen. Bei Montagerobotern ermöglicht die Drehmomentüberwachung das präzise Fügen von Bauteilen.
Durch die kompakte Integration eines Drehmomentsensors in ein Wellgetriebe bietet Harmonic Drive SE dem Anwender ein zusätzliches Drehmomentsignal für Sicherheitsfunktionen sowie die sensitive Bewegungssteuerung.
Nahtlose Integration des Sensors in das Getriebe
Aufgrund des internen Aufbaus wird der Sensor lediglich mit einem Drehmoment, jedoch nicht mit Lagerkräften beaufschlagt. Das Drehmomentsignal wird daher nicht durch Lagerkräfte beeinflusst. Dadurch kann der Sensor sehr kompakt aufgebaut werden und benötigt kaum zusätzlichen Bauraum. Zudem wird die Kippsteifigkeit der Achse nicht durch den Sensor vermindert.
Getriebe mit Drehmomentsensor erfordern häufig eine Anpassung der Komponenten, um eine perfekte Integration in die Anwendung zu gewährleisten. Die Auslegung und Konstruktion der Kern-elemente Getriebe-Einbausatz, Abtriebslager und Drehmomentsensor wird bei Harmonic Drive SE selbst durchgeführt. Diese Bauteile können individuell an die Anforderungen der Anwendung angepasst werden. Eine Stärke der Harmonic Drive SE ist das Know-How über die Integration von Wellgetrieben und Sensoren in kundenspezifische Antriebe, wie die Ausführung von Lagerungs- und Dichtungskonzepten, die konstruktive Ausführung des Sensors sowie die Kabelführung.
Harmonic Drive® Drehmomentsensoren überzeugen durch herausragende
Messgenauigkeit, die neue Maßstäbe setzen. Der Drehmomentsensor selbst verfügt über eine Messgenauigkeit von 0,1 % des Full-Scale-Drehmomentes. In Kombination mit dem Getriebe wird eine Systemgenauigkeit von 1% erreicht. Dies ermöglicht die präzise Erfassung und bei Bedarf auch Regelung der Achslast, wie sie beispielsweise in Montageprozessen benötigt wird.
Harmonic Drive® Wellgetriebe mit integriertem Drehmomentsensor zeichnen sich durch eine hohe Robustheit aus. Der Drehmomentsensor basiert auf bewährter Dehnmessstreifen-Technologie und zeichnet sich daher durch eine hohe Temperaturstabilität, Alterungsbeständigkeit und elektromagnetische Verträglichkeit aus. Aufgrund seiner robusten Auslegung weist er eine hohe Steifigkeit und Überlastfähigkeit aus und erreicht auch unter rauen Bedingungen eine hervorragende Lebensdauer.
Der Drehmomentsensor kann mit unterschiedlichen elektrischen Schnittstellen ausgeführt werden. Es können passive DMS mit kundenseitiger Auswerteelektronik, analoge Signale (z.B. ±10 V), serielle Busprotokolle (USB, RS-232), PCB-Busprotokolle (I²C, SPI) oder Feldbussysteme (CAN, EtherCAT) vom Sensor ausgegeben werden.
Das Feedbacksystem: das A und O einer hoch performanten Antriebsregelung
Die Genauigkeit und Regelgüte eines Servoantriebs hängen in hohem Maße von der Leistungsfähigkeit und der Art der Anbindung des Feedbacksystems ab. In vielen Anwendungen werden eine hohe Wiederholgenauigkeit, eine hohe absolute Positioniergenauigkeit, aber auch ein guter Drehzahlgleichlauf gefordert. Insbesondere bei hochdynamischen Servoantrieben, wie sie von Harmonic Drive® angeboten werden, ist ebenso ein präzises Sprungantwortverhalten wichtig.
Motorfeedbacksysteme gibt es in einer Vielzahl von Schnittstellen und Funktionsprinzipien.
Die erste Unterscheidung ist die Bauform: Hier wird zwischen Vollwellen- und Hohlwellenencodern unterschieden. Während der Vollwellenencoder größenunabhängig in einer ganzen Produktreihe eingesetzt werden kann, muss bei einem Hohlwellensystem in der Regel für jede Antriebsbaugröße auch die Größe des Hohlwellenencoders angepasst werden. Dies bedeutet eine große Vielfalt an mechanischen Ausführungen (unterschiedliche Hohlwellendurchmesser).
Die nächste Unterscheidung ist das Funktionsprinzip: Die Varianz reicht von optischen Funktionsprinzipien über induktive und kapazitive bis hin zu magnetischen Sensoren. Jedes Funktionsprinzip hat seine Berechtigung.
Um die Servoantriebe an den gängigsten Servoreglern betreiben zu können, bieten wir eine große Auswahl an Schnittstellen an. Das Portfolio umfasst reine Inkrementalencoder (Sinus- oder Rechtecksignale), hybride oder volldigitale SSI-Encoder, Encoder mit BiSS-Protokoll, HIPERFACE®-Schnittstelle, Encoder mit den Protokollen EnDat2.1 oder EnDat2.2. Unter einem hybriden Feedbacksystem ist ein Encoder zu verstehen, der die absolute Position über das Protokoll und die Drehbewegung über Sinus- und Cosinus-Spuren überträgt.
In Verbindung mit dem Harmonic Drive® Getriebe werden vornehmlich Multiturn-Encoder eingesetzt, welche typischerweise 4096 Umdrehungen der Motorwelle erfassen können.
Harmonic Drive® Servoantriebe erhöhen durch ihre hohe Getriebeuntersetzung die vom Encoder gelieferte Auflösung um den Faktor der Getriebeuntersetzung. Damit ist die Auflösung auf der Abtriebsseite um ein Vielfaches höher als auf der Motorseite.
Doch auch das spielfreie Harmonic Drive® Getriebe kann eines nicht verhindern: Unterschiedliche Belastungen erzeugen entsprechende Torsionen auf der Abtriebsseite. Um diese lastabhängige Torsion kompensieren zu können, bietet Harmonic Drive® die Möglichkeit, einen hochauflösenden abtriebsseitigen Encoder in den Servoantrieb zu integrieren. Dieser ist über die Hohlwelle direkt mit dem Abtriebsflansch verbunden. So kann die Applikation auch bei wechselnder Last auf wenige Winkelsekunden genau positioniert werden.
Harmonic Drive® Servoantriebe stehen nicht nur für höchste Präzision, sondern auch für Robustheit - und das auf kleinstem Raum. Dem tragen wir mit schmutzunempfindlichen Feedbacksystemen Rechnung, die zudem für niedrige und hohe Umgebungstemperaturen geeignet und resistent gegen Schock- und Vibrationsbelastungen sind. Hierfür bieten wir spezielle Feedbacksysteme an, die sich aufgrund ihres Funktionsprinzips durch hohe Robustheit auszeichnen - zum Beispiel kapazitive, induktive oder magnetische Sensoren. Dies hat den Vorteil, dass Schmutz und Feuchtigkeit, aber auch Vibrationen und Stöße keinen Einfluss auf die präzise Winkelmessung haben.
Ortsauswahl
Land wurde nicht gefunden, bitte wählen Sie ein Land aus der Liste.
Ihre Nachricht