I sensori consentono la rilevazione precisa dei valori necessari per determinare lo stato di un sistema di azionamento. I sensori di coppia Harmonic Drive® determinano il carico di un attuatore e permettono di evitare sovraccarichi. La collaborazione sicura tra uomo e macchina o funzioni di force feedback.
I sistemi di retroazione angolare Harmonic Drive® rilevano la posizione dell'albero motore e consentono così l'alimentazione ottimale dell'avvolgimento motore per generare la coppia massima o eseguire movimenti con la massima precisione.
Sensori di coppia Harmonic Drive®
Tecnologia di retroazione angolare Harmonic Drive®
I riduttori Harmonic Drive® vengono utilizzati ovunque siano necessari movimenti precisi con gioco zero. In molte applicazioni, ad esempio nella robotica o nella tecnologia medicale, la coppia è necessaria come segnale di ingresso per il controllo preciso del movimento. Monitorando e limitando le forze, il segnale di coppia nei robot collaborativi (cobot) consente funzioni di sicurezza di base, come il rilevamento delle collisioni. Per la programmazione manuale (autoapprendimento diretto), il cobot necessita la rilevazione della coppia in tutti gli assi per supportare il controllo dei motori del robot. Nei robot di assemblaggio, il monitoraggio della coppia consente l'assemblaggio preciso dei componenti.
Grazie all'integrazione compatta di un sensore di coppia in un riduttore armonico, Harmonic Drive SE offre un segnale di coppia aggiuntivo per le funzioni di sicurezza e il controllo sensibile del movimento.
Integrazione perfetta del sensore nel riduttore
Grazie alla struttura interna, il sensore è sottoposto ad una pura coppia e non ad altre forze di reazione. Il segnale di coppia non è quindi influenzato da altre forze. Ciò consente di integrare un sensore molto compatto, senza bisogno di ulteriore ingombro. Inoltre, la rigidità torsionale dell'asse non viene ridotta dal sensore.
I riduttori con sensore di coppia richiedono spesso un adattamento dei componenti per garantire una perfetta integrazione nell'applicazione. La progettazione e la costruzione degli elementi principali, quali il set componibile del riduttore, il cuscinetto di uscita e il sensore di coppia, vengono prodotte internamente da Harmonic Drive SE. Questi componenti possono essere adattati individualmente alle esigenze dell'applicazione. Uno dei punti di forza di Harmonic Drive SE è il know-how sull'integrazione di riduttori armonici e sensori in attuatori personalizzati, la realizzazione di cuscinetti e guarnizioni, la progettazione del sensore e la gestione dei cavi.
I sensori di coppia Harmonic Drive® si caratterizzano per l'eccezionale precisione di misurazione che stabilisce nuovi standard. Il sensore di coppia stesso ha una precisione di misurazione dello 0,1% della coppia a fondo scala. In combinazione con il riduttore, si ottiene una precisione di sistema dell'1%. Ciò consente il rilevamento preciso e, se necessario, anche la regolazione del carico dell'asse, come richiesto, ad esempio, nei processi di assemblaggio.
I riduttori armonici Harmonic Drive® con sensore di coppia integrato sono caratterizzati da un'elevata robustezza. Il sensore di coppia si basa sulla collaudata tecnologia degli estensimetri e si distingue quindi per un'elevata stabilità termica, resistenza all'invecchiamento e compatibilità elettromagnetica. Grazie al suo design robusto, ha un'elevata rigidità e capacità di sovraccarico e raggiunge un'eccellente durata di vita anche in condizioni difficili.
Il sensore di coppia può essere realizzato con diverse interfacce elettriche. A scelta del cliente, il sensore può essere fornito con segnali analogici (ad es. ±10 V), protocolli bus seriali (USB, RS-232), protocolli bus PCB (I²C, SPI) o sistemi bus di campo (CAN, EtherCAT).
Il sistema di retroazione: l'alfa e l'omega di un controllo di azionamento ad alte prestazioni
La precisione e la qualità di regolazione di un servoazionamento dipendono in larga misura dalle prestazioni e dal tipo di collegamento del sistema di retroazione. In molte applicazioni sono richieste un'elevata ripetibilità, un'elevata precisione di posizionamento assoluto, ma anche una buona sincronizzazione della velocità. Soprattutto per i servoazionamenti altamente dinamici, come quelli offerti da Harmonic Drive®, è importante anche una risposta precisa.
I sistemi di retroazione del motore sono disponibili in un'ampia varietà di interfacce e principi di funzionamento.La prima distinzione è il design: si distingue tra encoder ad albero pieno e ad albero cavo. Mentre l'encoder ad albero pieno può essere utilizzato in un'intera gamma di prodotti indipendentemente dalle dimensioni, con un sistema ad albero cavo, di norma, la dimensione dell'encoder ad albero cavo deve essere adattata anche a quella del motore. Ciò significa una grande varietà di design meccanici (diversi diametri dell'albero cavo). Altra distinzione è il principio di funzionamento: le varianti spaziano dai principi di funzionamento ottici a quelli induttivi e capacitivi fino ai sensori magnetici. Ogni principio di funzionamento ha la sua peculiarità.
Per poter azionare i servoazionamenti con i servocontrollori più comuni, offriamo un'ampia gamma di interfacce. Il portafoglio comprende encoder incrementali puri (segnali sinusoidali o ad onda quadra), encoder SSI ibridi o completamente digitali, encoder con protocollo BiSS, interfaccia HIPERFACE®, encoder con i protocolli EnDat2.1 o EnDat2. 2. Per sistema di retroazione ibrido si intende un encoder che trasmette la posizione assoluta tramite il protocollo e il movimento rotatorio tramite tracce sinusoidali e cosinusoidali.
In combinazione con il riduttore Harmonic Drive® vengono utilizzati principalmente encoder multigiro, che possono tipicamente rilevare 4096 giri dell'albero motore.
I servoattuatori Harmonic Drive possono aumentare la risoluzione dei sistemi di retroazione grazie all'alto rapporto di riduzione dei riduttori. Ciò significa che la risoluzione di misura sul lato uscita è molto più alta che sul lato motore. Anche se a gioco torsionale nullo, i riduttori Harmonic Drive® non possono evitare una torsione dell'uscita dovuta al carico. Per compensare questa deformazione torsionale, Harmonic Drive® offre la possibilità di integrare un secondo encoder ad alta risoluzione, connesso direttamente alla flangia di uscita tramite l'albero cavo. In questo modo, è sempre possibile posizionare il carico in uscita, anche se variabile, con una precisione di pochi arcsec.
Harmonic Drive SE offre non solo sistemi altamente precisi ma anche di massima robustezza e compattezza. Ad esempio, i sistemi di retroazione sono resistenti ad ambienti molto contaminati, ad ampie variazioni di temperatura, urti e vibrazioni. Per questo, Harmonic Drive offre una gamma di sistemi di retroazione con principi di funzionamento molto solidi, ad esempio con sensori capacitivi, induttivi o magnetici. Questi forniscono una misura dell'angolo sempre precisa anche in presenza di contaminazione, umidità e/o urti e vibrazioni.
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