Los sensores permiten registrar con precisión los valores de medición necesarios para determinar el estado de un sistema de accionamiento. Los sensores de par Harmonic Drive® determinan la situación de carga de un actuador y ayudan a evitar sobrecargas que permiten la interacción segura entre personas y máquinas o funciones de retroalimentación de fuerza.
Los sistemas de medición angular Harmonic Drive® detectan la posición del eje del motor y permiten así la alimentación óptima del devanado del motor para generar el par máximo o realizar movimientos con la máxima precisión.
Tecnología de medición angular Harmonic Drive®
Los reductores Harmonic Drive® se utilizan en todas aquellas aplicaciones en las que es necesario realizar movimientos precisos con juego cero. En muchas aplicaciones, como por ejemplo en robótica o en tecnología médica, el par se utiliza como señal de entrada para el control preciso del movimiento. Al monitorizar y limitar las fuerzas la señal de par permite funciones de seguridad básicas en robots colaborativos (cobots) como la detección de colisiones. Para la seguimiento directo (direct teach-in) el cobot necesita señales de par en todos los ejes para asistir el guiado del robot mediante motor. En el caso de los robots de montaje la monitorización del par permite el ensamblaje preciso de componentes.
Mediante la integración compacta de un sensor de par en un reductor por deformación de onda Harmonic Drive SE ofrece al usuario una señal de par adicional para funciones de seguridad así como un control de movimiento preciso.
Catálogo de producto „Harmonic Drive® Gears with torque sensor”
Clara integración del sensor en el reductor
Basado en su diseño interior, el sensor se carga por puro par pero no por fuerzas del rodamiento. De esta manera la señal de par no se ve influenciada por dichas fuerzas del rodamiento. Dado su compacto diseño el sensor de par requiere un mínimo espacio adicional. La rigidez del par de torsión del eje no se ve reducida por el sensor.
Los reductores con sensor de par a menudo requieren un ajuste de los componentes para garantizar una integración perfecta en la aplicación. El diseño y la construcción de los elementos principales del reductor “Component Set”, rodamiento exterior y sensor de par son parte del propio reductor Harmonic Drive SE. Estos componentes pueden adaptarse individualmente a los requisitos de cada aplicación. Uno de los puntos fuertes de Harmonic Drive SE es su experiencia en la integración de reductores por deformación de onda y sensores en los actuadores según las especificaciones del cliente, inlcuyendo el diseño del rodamiento y concepto de sellado y diseño del cableado para el alojamiento del sensor.
Los sensores de par® de Harmonic Drive convencen por su extraordinaria precisión de medición que sienta nuevas bases. El sensor de par en sí mismo tiene una precisión de medición del 0,1 % del total del par. En combinación con el reductor se alcanza una precisión del sistema del 1 %. Esto permite una precisa medición y, si fuera necesario, control del eje de carga como se requiere en los procesos de ensamblado.
Los reductores por deformación de onda Harmonic Drive® con sensor de par integrado se caracterizan por su gran robustez. El sensor de par se basa en la tecnología probada de los calibradores y su alta estabilidad térmica, resistencia al envejecimiento y compatibilidad electromagnética. Debido a su diseño robusto tiene una alta rigidez y capacidad de sobrecarga y alcanza una excelente vida útil incluso en condiciones extremas.
El sensor de par puede fabricarse con diferentes interfaces eléctricas. El sensor puede incluir calibradores pasivos con electrónica compatible con el cliente, señales analógicas (por ejemplo, ±10 V), protocolos de bus serie (USB, RS-232), protocolos de bus PCB (I²C, SPI) o sistemas de bus de campo (CAN, EtherCAT).
El sistema de comunicación: la clave de un control de accionamiento de alto rendimiento
La precisión y la calidad de regulación de un servo controlador depende en gran medida del funcionamiento y del tipo de conexión del sistema de retroalimentación. En muchas aplicaciones se requiere una alta repetibilidad, una alta precisión de posicionamiento absoluto, pero también una buena sincronización de la velocidad. Especialmente en los servo controladores altamente dinámicos, como los que ofrece Harmonic Drive®, también es importante una respuesta de salto precisa.
Los sistemas de realimentación de motores disponen de en una gran variedad de interfaces y principios de funcionamiento.
La primera distinción es el diseño: se diferencia entre codificadores de eje macizo y codificadores de eje hueco. Mientras que el codificador de eje macizo puede utilizarse en toda una serie de productos, independientemente del tamaño, en el caso de un sistema de eje hueco debe adaptarse a cada tamaño de accionamiento. Esto implica una gran variedad de diseños mecánicos (diferentes diámetros de eje hueco).
La siguiente distinción es el principio de funcionamiento: gran gama de sensores capacitivos,magnéticos, pasando por sensores inductivos y capacitivos. Cada principio de funciommiento tiene su justificación.
Para poder utilizar los servoaccionamientos con los servocontroladores más comunes ofrecemos una amplia gama de interfaces. La gama incluye codificadores incrementales puros (señales sinusoidales o de onda cuadrada), codificadores SSI híbridos o totalmente digitales, codificadores con protocolo BiSS, interfaz HIPERFACE®, codificadores con los protocolos EnDat2.1 o EnDat2. 2. Un sistema de comunicación híbrido es un codificador que transmite la posición absoluta a través del protocolo y el movimiento de rotación a través de pistas sinusoidales y cosinusoidales.
En combinación con el reductor Harmonic Drive® se utilizan principalmente codificadores multivuelta, que normalmente pueden registrar 4096 revoluciones del eje del motor.
Los servoaccionamientos Harmonic Drive® aumentan la resolución proporcionada por el encoder en un factor igual al ratio de reducción elevada del propio reductor. De este modo, la resolución en el lado de salida es mucho mayor que en el lado del motor.
Sin embargo ni siquiera el reductor Harmonic Drive® con juego cero puede evitar las correspondientes torsiones generadas por las diferentes cargas del exterior. Para compensar esta torsión dependiente de la carga Harmonic Drive® ofrece la posibilidad de integrar un encoder de alta resolución en el lado de salida del servoaccionamiento y conectado directamente a la brida de salida a través del eje hueco. De este modo la aplicación puede posicionarse con una precisión de unos pocos arc/seg incluso con cargas variables.
Los servoaccionamientos Harmonic Drive® no solo ofrecen máxima precisión sino también robustez en un espacio mínimo. Esto lo conseguimos con sistemas de retroalimentación resistentes a la suciedad que además son adecuados para temperaturas ambiente bajas y altas y resistentes a las cargas de choque y vibración. Para ello ofrecemos sistemas de retroalimentación especiales que, debido a su principio de funcionamiento, se caracterizan por su gran robustez comos los sensores capacitivos, inductivos o magnéticos. Esto tiene la ventaja de que la suciedad y la humedad, pero también las vibraciones y los golpes, no influyen en la precisa medición angular.
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