Capteurs Harmonic Drive®
Capteurs pour des actionneurs précis
Les capteurs permettent d'enregistrer de manière précise les valeurs de mesure nécessaires pour déterminer l'état d'un système d'actionneur. Les capteurs de couple Harmonic Drive® déterminent la situation de charge d'un actionneur et aident à éviter les surcharges ou permettent une collaboration sûre entre l'homme et la machine ou des fonctions de retour de force.
Harmonic Drive® Les systèmes de mesure angulaire Harmonic Drive® enregistrent la position de l'arbre moteur et permettent ainsi d'alimenter de manière optimale le bobinage du moteur afin de générer le couple d'accélération maximal ou d'exécuter des mouvements avec la plus grande précision.
Capteurs de couple Harmonic Drive®
Technologie de mesure angulaire Harmonic Drive®
Mesure précise du couple dans un réducteur compact
Les réducteurs Harmonic Drive® sont utilisés partout où des mouvements précis doivent être exécutés sans jeu. Dans de nombreuses applications, par exemple en robotique ou dans les équipements médicaux, le couple est nécessaire comme signal d'entrée pour la commande de mouvement sensible. En surveillant et en limitant les forces, le signal de couple permet d'assurer des fonctions de sécurité fondamentales dans les robots collaboratifs (cobots), comme la détection des collisions. Pour la programmation manuelle (apprentissage direct), le cobot a besoin de signaux de couple dans tous les axes afin de soutenir le guidage du robot par le moteur. Dans le cas des robots d'assemblage, la surveillance du couple permet d'assembler les composants de manière précise.
En intégrant un capteur de couple dans un réducteur elliptique, Harmonic Drive SE offre à l'utilisateur un signal de couple supplémentaire pour les fonctions de sécurité ainsi qu'une commande de mouvement sensible.
Intégration parfaite du capteur dans le réducteur
Grâce à sa structure interne, le capteur est uniquement soumis à un couple, mais pas à des forces de roulement. Le signal de couple n'est donc pas influencé par les forces de roulement. Le capteur peut ainsi être très compact et ne nécessite que très peu d'espace supplémentaire. De plus, la rigidité torsionnelle de l'axe n'est pas réduite par le capteur.
Pour en savoir plus sur les réducteurs Harmonic Drive® avec capteur de couple, regardez la vidéo.
Avantages des capteurs de couple intégrés
Possibilités d'adaptation mécanique
Les réducteurs avec capteur de couple nécessitent souvent une adaptation des composants afin de garantir une intégration parfaite dans l'application. Harmonic Drive SE conçoit et fabrique elle-même les éléments clés que sont le réducteur à intégrer, le roulement de sortie et le capteur de couple. Ces composants peuvent être adaptés individuellement aux exigences de l'application. L'un des points forts de Harmonic Drive SE est son savoir-faire en matière d'intégration de réducteurs elliptiques et de capteurs dans des actionneurs spécifiques client, comme la réalisation de concepts de paliers et d'étanchéité, la conception du capteur ainsi que le guidage des câbles.
Robustesse
Les réducteurs elliptiques Harmonic Drive® avec capteur de couple intégré se distinguent par leur grande robustesse. Le capteur de couple est basé sur la technologie éprouvée des jauges de contrainte et se caractérise par une grande stabilité en température, une résistance au vieillissement et une compatibilité électromagnétique. Grâce à sa conception robuste, il présente une grande rigidité torsionnelle et une grande capacité aux surcharges. Il atteint une excellente durée de vie même dans des conditions difficiles.
Une précision exceptionnelle
Les capteurs de couple d'Harmonic Drive® se distinguent par leur précision de mesure exceptionnelle, qui établit de nouvelles références. Le capteur de couple lui-même a une précision de mesure de 0,1 % du couple maximal. En combinaison avec le réducteur, on obtient une précision du système de 1 %. Cela permet une détection précise et, si nécessaire, une régulation de la charge par essieu, comme c'est le cas par exemple dans les processus d'assemblage.
Des interfaces électriques flexibles
Le capteur de couple peut être équipé de différentes interfaces électriques. Le capteur peut émettre des jauges de contrainte passives avec électronique d'évaluation côté client, des signaux analogiques (par exemple ±10 V), des protocoles de bus série (USB, RS-232), des protocoles de bus PCB (I²C, SPI) ou des systèmes de bus de terrain (CAN, EtherCAT).
Technologie de mesure angulaire Harmonic Drive®
Les codeurs moteur : la clé d'une régulation d'entraînement ultra performante
La précision et la qualité de régulation d'un servomoteur dépendent en grande partie de la performance et du type de connexion du système de rétroaction. Dans de nombreuses applications, une répétabilité élevée, une précision de positionnement absolue élevée, mais aussi une bonne synchronisation de la vitesse sont requises. En particulier pour les servomoteurs hautement dynamiques tels que ceux proposés par Harmonic Drive®, une réponse impulsionnelle précise est également importante.
Diversité
Les systèmes de retour d'informations moteur existent avec une multitude d'interfaces et de principes de fonctionnement. La première distinction est la forme de construction : on distingue les codeurs à arbre plein et les codeurs à arbre creux. Alors que le codeur à arbre plein peut être utilisé dans toute une série de produits, quelle que soit leur taille, le codeur à arbre creux doit généralement être adapté à la taille de l'arbre creux pour chaque taille d'entraînement. Cela signifie qu'il existe une grande variété de modèles mécaniques (différents diamètres d'arbre creux). La distinction suivante concerne le principe de fonctionnement : les variantes vont des principes de fonctionnement optiques aux capteurs magnétiques en passant par les capteurs inductifs et capacitifs. Chaque principe de fonctionnement a sa raison d'être.
Précision
Grâce à leur rapport de réduction élevé, les servo-entraînements d'Harmonic Drive® augmentent la résolution fournie par le codeur d'un facteur égal au rapport de réduction. La résolution côté sortie est ainsi beaucoup plus élevée que côté moteur.
Mais même le réducteur Harmonic Drive® sans jeu ne peut pas empêcher que des charges différentes génèrent des torsions correspondantes côté sortie. Pour compenser cette torsion liée à la charge, Harmonic Drive® offre la possibilité d'intégrer un codeur haute résolution côté sortie dans le servomoteur. Celui-ci est relié directement à la flasque de sortie par l'intermédiaire de l'arbre creux. Ainsi, l'application peut être positionnée avec une précision de quelques secondes d'arc, même en cas de charge variable.
Flexibilité des interfaces électriques
Nous proposons un large choix d'interfaces pour pouvoir utiliser les servo-entraînements avec les servo contrôleurs les plus courants. Notre gamme comprend des codeurs incrémentaux purs (signaux sinusoïdaux ou carrés), des codeurs SSI hybrides ou entièrement numériques, des codeurs avec protocole BiSS, une interface HIPERFACE®, des codeurs avec les protocoles EnDat2.1 ou EnDat2. 2. Un codeur moteur hybride est un codeur qui transmet la position absolue via le protocole et le mouvement de rotation via des pistes sinus et cosinus.
En combinaison avec le réducteur Harmonic Drive®, on utilise principalement des codeurs multitours, qui peuvent généralement détecter 4096 tours de l'arbre moteur.
Robustesse
Les servomoteurs Harmonic Drive® sont non seulement synonymes de précision maximale, mais aussi de robustesse, et ce dans un espace réduit. Nous en tenons compte en utilisant des systèmes de rétroaction insensibles à la saleté, qui conviennent également aux températures ambiantes basses et élevées et résistent aux chocs et aux vibrations. Nous proposons pour cela des systèmes de rétroaction spéciaux qui se distinguent par leur grande robustesse grâce à leur principe de fonctionnement, par exemple des capteurs capacitifs, inductifs ou magnétiques. L'avantage est que la saleté et l'humidité, mais aussi les vibrations et les chocs, n'ont aucune influence sur la mesure angulaire précise.
