Präzision und Leistungsstärke von Robotern
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Präzision und Leistungsstärke von Robotern
EDITION 3/2015 TECHNOLOGISCHE MASSSTÄBE Präzision und Leistungsstärke von Robotern SETTING STANDARDS FOR TECHNOLOGY Precision and performance in robot technology I N H A LT C O N T E N T EDI T ION EDITION EDI T ORIA L EDI T ORIA L „Innovative, maßgeschneiderte Lösungen für alle Branchen“ „Innovative, customised solutions for all industries“ 3/20 15 04 04 08 12 08 12 16 19 LEISTUNG PERFORMANCE Präzision und Leistungsstärke von Robotern Precision and performance in robot technology ENTWICKLUNG DEVELOPMENT Roboter für steile Weinbaulagen Robots for steep vineyards SERVOANTRIEBE SERVO ACTUATORS Anspruchsvolle Aufgaben in höchster Reinheit Challenging jobs in ultra clean conditions NEUE HOHLWELLENANTRIEBE NEW HOLLOW SHAFT ACTUATORS Kompakte Hohlwellenantriebe der neuesten Generation Latest generation of compact hollow shaft actuators NEUIGKEITEN NEWS Wir gratulieren unseren Jubilaren We congratulate our jubilees 16 19 Liebe Leserinnen, liebe Leser, Dear Readers, seit mehr als 40 Jahren ist die Harmonic Drive AG Lösungsanbieter hochpräziser Antriebstechnik. Heute ist unser Unternehmen Technologieführer für anspruchsvolle und maßgeschneiderte Kundenlösungen. Harmonic Drive AG has been providing high precision gear technology solutions for more than 40 years and today our company is the technology leader for demanding and customised solutions. Dies ist vor allem möglich, weil unsere Produkte technisch ausgereift und innovativ sind. Für spezifische Anwendungen unterschiedlicher Branchen müssen immer wieder neue Leistungsmerkmale erfüllt werden: Herausragende Genauigkeit, hohe Leistungsdichte, kompakte Abmessungen, geringes Gewicht und eine lange Lebensdauer sind einige Beispiele. Primarily, this is because our products are both technically mature but remain innovative. Increasingly, our customers are asking for new performance characteristics for specific applications in different industries: outstanding accuracy, high output density, compact dimensions, low weight and a long service life to name but a few. Bei diesen komplexen Aufgaben ist die partnerschaftliche Zusammenarbeit eine wichtige Voraussetzung, um wirtschaftliche und zukunftsweisende Technologien für unsere Kunden entwickeln zu können. Die aktuelle Ausgabe der newdrive stellt Beispiele vor, für die der fachliche Austausch mit unseren Partnern wesentliche Grundlagen sind. In these complex tasks, partnership is essential if we are to develop economical and future proof technologies for our customers. The current issue of newdrive gives examples in which these professional exchanges with our partners have laid the essential foundations for success. Die sichere Entschärfung von Sprengkörpern und Munition sind international gefährliche Einsätze. aunav.NEXT Doppelarm-Roboter mit Harmonic Drive® Getrieben und Antrieben schützen in der Sicherheitsindustrie Leben. Im Weinbau sorgen Lenksysteme mit Harmonic Drive® Technologien zukünftig für eine gesteigerte Mechanisierung der Landwirtschaft und verbessern den Arbeits- und Gesundheitsschutz. Einfache Reinigung und Keimfreiheit lässt sich durch Hygiene Design Servoantriebe erzielen, die in Materialauswahl, Konstruktion und Reinigung höchste Maßstäbe setzen. Die neuen Hohlwellenantriebe der Baureihe CanisDrive® besitzen mit der CobaltLine® Getriebebaureihe die derzeit leistungsstärkste Variante und sind damit perfekte Antworten auf highend Anwendungen im Maschinenbau. Welche Anforderungen unsere hochspezialisierte Welt uns gemeinsam in Zukunft auch stellen wird – die Harmonic Drive AG ist auf die Entwicklung innovativer Lösungen bestens vorbereitet. Safe disarming of explosives and munitions is a dangerous international task. aunav.NEXT dual-arm robots with Harmonic Drive® Gears and Actuators help to save lives in the security industry. In viticulture, steering systems with Harmonic Drive® Technology will provide increased mechanisation of agriculture and will improve occupational health and safety in the future. Simple cleaning and sterilisation can be achieved with Hygiene Design Servo Actuators, which set optimum standards in material selection, design and cleanliness. The new CanisDrive® Series Hollow Shaft Actuators with CobaltLine® Gear Technology currently have the most powerful variant and are therefore the perfect answer to high end machine design applications. Whatever the challenges our highly specialised world will present to us in the future, Harmonic Drive AG is perfectly prepared for the development of future innovative solutions. Ihr Yours Ekrem Sirman Vorstandsvorsitzender der Harmonic Drive AG President and CEO of Harmonic Drive AG 3 L E I S T U N G PERFORMANCE Technologische Maßstäbe für Präzision und Leistungsstärke von Robotern Eine der fortschrittlichsten Technikleistungen von Proytecsa Security stellen aunav-Roboter dar. Sie dienen der Entschärfung von Sprengkörpern und Munition bei Polizei- und Militäreinsätzen, aber auch der Abwehr chemischer, biologischer, radiologischer und nuklearer Bedrohungen. Für diese anspruchsvollen Einsätze zeichnen sich aunav-Roboter durch ihre extreme Robustheit und Leistungsstärke aus. Gleichzeitig bieten sie hohe Präzision und größtmögliche Funktionssicherheit. Zweiarmig stark – technisch ausgereift Die neue Generation aunav.NEXT verfügt über zwei synchronisierte Arme und ein duales Ketten-Räder-System. Damit können vorprogrammierte Bewegungen für Hebemanöver bis 260 kg auch in schwerem Gelände ausgeführt werden. aunav.NEXT war weltweit der erste Doppelarmroboter, der im realen Betrieb zum Einsatz kam. Bei einem Gewicht von 500 kg und Außenabmessungen von 1,55 x 0,73 x 1,15 m kann der Roboter bis zu 5 Stunden und bei Sichtverbindung in einer Distanz von bis zu 2 km autonom arbeiten. Er erreicht dabei eine Höchstgeschwindigkeit von 4 km/h und überwindet problemlos Hindernisse, Rampen und Gräben. Die Konstruktion beweist im Einsatz hohe Zuverlässigkeit und reduziert potenzielle Sprengschäden. 4 Zur Steuerung des Arms verfügt aunav.NEXT über mehrere Gelenke. Diese können gleichzeitig bewegt werden, um den Greifer exakt zu positionieren. Ein Aufprallschutz verhindert die Kollision beider Arme miteinander oder mit dem Roboterkörper. Das Anti-Roll-System garantiert absolute Stabilität auch unter anspruchsvollsten Bedingungen. Der Roboter kann mit Werkzeugen wie Sägen, Bohrmaschinen oder Wasserdisruptoren ausgestattet werden und wird über ein tragbares Steuergerät mit zwei hochauflösenden Touchscreens fernbedient. Harmonic Drive® Technologien für robuste Präzision Schwierige Einsatzbedingungen stellen hohe Anforderungen an die eingesetzte Technik. Die Hydraulik an Hauptarm und -greifer erreicht durch die Implementierung von Harmonic Drive® Servoantrieben eine Öffnungskraft von bis zu 70.260 N und eine Zugkraft von 550 kg. Die hydraulische Steuerung des Greifers (durch elektromechanische Hohlwellenantriebe der Baureihe CHA) sorgt für die erforderliche Präzision und gewährleistet gleichzeitig den elektrischen Antrieb für die 360°-Drehung. Der Hilfsgreifer wurde auf die gleiche Weise implementiert. Er kommt bei funktionellen Aufgaben mit geringerem Energieaufwand oder bei leichten Lasten zum Einsatz. Harmonic Drive® Präzisionsgetriebe und Servoantriebe erlauben bei der Konstruktion des Roboters aunav.NEXT einen deutlich reduzierten Platzbedarf bei geringerem Energieverbrauch. Im Zusammenwirken mit leichteren Werkstoffen wurde dadurch das Gewicht erheblich verringert. Die DCStromversorgung für die Servoantriebe der Baureihe CHA erlaubt eine Betriebsdauer von bis zu 5 Stunden. Baureihe CHA als hochintegrierte mechatronische Lösung Harmonic Drive® Technologien setzen mit dieser Präzision und Leistungsstärke in der sensiblen Sicherheitsindustrie internationale Maßstäbe. » Zahlen » Daten » Fakten Im Fall von Bombendrohungen oder zur Kontrolle vor Großveranstaltungen setzt man zunehmend auf ferngesteuerte oder autonome Lösungen, um Menschenleben nicht zu gefährden. Proytecsa Security entwickelt technische Lösungen, die auf spezialisierte Sicherheitsbedürfnisse internationaler Kunden zugeschnitten sind. Das spanische Unternehmen wurde damit zu einer führenden Marke in der Sicherheitsindustrie. Wellgetriebe.........................Präzise und spielfrei AC-Servomotor.....................Hochdynamisch Ausstattung.........................Optischer Sinus-Cosinus-Encoder Extrem belastbares Abtriebslager Baugrößen............................6 Drehmoment........................Von 19 bis 1.840 Nm Getriebeuntersetzung..........30, 50, 80, 100, 120, 160 Maximaldrehzahl..................200 min -1 Eigenschaften......................Dynamik Kurze Bearbeitungszeiten Spielfreiheit Hochgenaue Positionierung Kombinationsfreiheit Zentrische Hohlwelle Abtriebslager........................Als Flanschlager für beste Parallelität und Koaxialität Hohlwellenmotor..................Für Harmonic Drive® Getriebe optimiert Kompaktheit Kontinuierliche Gleichlaufeigenschaften Geringe Drehmomentwelligkeit und Rastmomente Niedrige Laufgeräusche Kompakte Bauweise Einbausätze der Baureihe CSD-2A Bauteile................................3 (Circular Spline, Flexspline, Wave Generator) Baugrößen............................7 Getriebeuntersetzung..........50, 100, 160 Drehmoment........................Wiederholbar von 12 bis 823 Nm Leistungsdichte....................bis 512 Nm/kg Hohlwelle..............................Zur Durchführung von Versorgungsleitungen, Wellen und Kabeln Eigenschaften......................Bei Bedarf maßgeschneidert Geringes Gewicht Kurze Baulängen = kompakte Bauform Positioniergenauigkeit Kurze Taktzeiten Konstruktive Freiheit Einfache Individualisierbarkeit Hervorragende lebenslange Präzision 5 L E I S T U N G PERFORMANCE Setting standards for precision and performance in robot technology When responding to bomb threats or monitoring large events, remote controlled or autonomous solutions are increasingly used in order to avoid endangering human life. Proytecsa Security develops technical solutions, which are tailored to the specific security requirements of international customers. The Spanish company has therefore become a leading name in the security industry. One of the most advanced technical solutions offered by Proytecsa Security are the aunav robots. They are used to disarm explosive devices and ammunition during police and military operations, and to protect against chemical, biological, radiological, and nuclear threats. The aunav robots are ideal for these demanding operations due to their extreme ruggedness and high performance characteristics. At the same time, they offer high precision and maximum functional safety. With a weight of 500 kg and external dimensions of 1.55 x 0.73 x 1.15 m, the robot can work autonomously for up to 5 hours at a distance of up to 2 km with line of sight. It can achieve a maximum speed of 4 km/h and overcomes obstacles, ramps, and ditches without problems. The design is highly reliable and reduces potential blast damage. aunav.NEXT has several joints for controlling the arm, which can be moved simultaneously in order to position the gripper precisely. An impact protection system prevents the arms from colliding with one another or with the robot body. The anti-roll system guarantees absolute stability even under extremely harsh conditions. The robot can be equipped with tools such as saws, drills or water disruptors and is operated remotely via a portable control device with two high resolution touch screens. Harmonic Drive® Precision Gears and Servo Actuators offer reduced space requirements and low energy consumption, ideal for the design of the aunav.NEXT robot. The incorporation of lighter materials has also reduced the weight considerably. The DC power supply for servo actuators in the CHA Series supports operation for up to 5 hours. Harmonic Drive® Technologies are setting international standards with this level of precision and performance in the sensitive security industry. Harmonic Drive® Technologies for rugged precision High-tech two arm operation CSD-2A 6 CHA » Facts and figures The new generation aunav.NEXT has two synchronised arms and a dual wheel/tracks traction system. This means that it can perform preprogrammed movements for lifting manoeuvres up to 260 kg even over difficult terrain. aunav.NEXT was the first two arm robot in the world to be used in real operations. Difficult operating conditions place high demands on the technology used. The hydraulics on the main arm and gripper achieve an opening force of up to 70,260 N and a traction force of 550 kg through the implementation of Harmonic Drive® Servo Actuators. The hydraulic control of the gripper (using electromechanical hollow shaft actuators from the CHA Series) ensures the necessary precision while also providing the electric drive 0,53 m for the 360° rotation. The auxiliary gripper has been implemented in the same way. It is used for functional tasks with low energy requirements or for light loads. 0,70 m CHA Series as a highly integrated mechatronic solution Strain wave gears……………...Precise with zero backlash AC servo motor.....................Highly dynamic Features...............................Optical sine/cosine encoder Extremely high capacity output bearing Sizes.....................................6 Torque...................................From 19 to 1840 Nm Gear ratio..............................30, 50, 80, 100, 120, 160 Maximum speed...................200 rpm Properties.............................Dynamics Short machining times Zero backlash High precision positioning Freely combinable Centric hollow shaft Output bearing.....................As flange bearing for optimum parallelity and coaxiality Hollow shaft motor..............Optimised for Harmonic Drive® Gears Compactness Continuous smooth running properties Low torque ripple and cogging torque Low running noise Compact design CSD-2A Series Component Sets Components.........................3 (Circular Spline, Flexspline, Wave Generator) Sizes.....................................7 Gear ratio..............................50, 100, 160 Torque...................................Repeatable from 12 to 823 Nm Power density.......................Up to 512 Nm/kg Hollow shaft.........................To feed through supply lines, shafts and cables Properties.............................Customised as required Low weight Short design lengths = compact design Positioning accuracy Short cycle times Design freedom Easy to customise Excellent lifetime precision 7 EN T W ICKLUNG DEVELOPMENT „elWObot“ mit präzisem Lenksystem für steile Weinbaulagen Jeder, der schon einmal gesehen hat mit welchen Schwierigkeiten Rasenmähroboter an kleinen Steigungen zu kämpfen haben, kann sich vorstellen, wie schwer es ist, in wirklich steilem Gelände zu operieren. Deutschlands Weinanbaugebiete umfassen eine Fläche von ca. 100.000 Hektar. Die Bewirtschaftung – das Dokumentieren, die Pflege und die Lese – an den meist steilen Hängen ist dabei oft zeitaufwändig und schwierig. Im gemeinsamen Projekt „elWObot“ entwickeln drei Hochschulen – die Technische Universität Dresden, die Hochschule Geisenheim und die Hochschule Osnabrück – ein vollautomatisiertes Fahrzeug, um die Produktivität im Weinbau zu steigern. „elWObot“ soll es ermöglichen, pro Stunde eine größere Fläche zu bewirtschaften. Die kostengünstige Mechanisierung führt zu geringeren Kosten pro Tonne Trauben. Wirtschaftlicher Arbeiten in der mechanisierten Landwirtschaft Ziel des Projektes ist es, ein marktreifes Fahrzeug zu entwickeln, das vollkommen autonom auf vordefinierten Routen durch das Gelände navigiert. Eine zusätzliche Infrastruktur in der Plantage ist nicht erforderlich. Zuladungen, zum Beispiel von Tanks oder Robotern, sind bis zu 1.500 kg möglich. Um zwischen den Pflanzenreihen mit dem maximal 1,3 Meter breiten Fahrzeug eine Arbeitsgeschwindigkeit von 8 km/h zu erreichen, musste ein ausgereiftes Lenkkonzept entwickelt werden: Das Fahrzeug kann vier verschiedene Lenkmodi realisieren, die Vorderradlenkung, die Hinterradlenkung, die Vorder- und Hinterradlenkung und den „Hundegang“. Harmonic Drive® Technologie ermöglicht anspruchsvolles Lenksystem Als Servoantrieb für dieses leistungsstarke Lenksystem setzen die Wissenschaftler der TU Dresden, die den elektrischen Antrieb entwickeln, den Harmonic Drive® Servoantrieb der Baureihe LynxDrive® 8 LynxDrive® ein. Die besonderen Eigenschaften dieses Kompaktantriebes, der sichere Korrosionsschutz, die hohe Positioniergenauigkeit und die Aufnahme schwerer Lasten (durch das kippsteife Abtriebslager), kommen in den rauen Umgebungsbedingungen der Steilhänge im Weinbau optimal zum Einsatz. Der eingesetzte Servoantrieb LynxDrive-40C ist am Radträger befestigt und besteht aus einem Synchronservomotor und einer Unit der Baureihe HFUC-2UH. Die Baureihe bietet 5 Baugrößen mit 6 Untersetzungen und maximalen Drehmomenten zwischen 9 und 647 Nm. Innovationen im Sinne der Menschen Ein zusätzlicher Vorteil des neuen Fahrzeuges macht sich im Arbeits- und Gesundheitsschutz bemerkbar. Pflanzenschutzmittel werden nach dem exakten Bedarf der Pflanzen eingesetzt und so zum Teil eingespart. Für die im Weinbau tätigen Menschen verbessern sich die Arbeitsbedingungen mehrfach: Weniger direkte Berührung mit Pflanzenschutzmitteln, geringere Laufwege und ein vereinfachtes Schneiden und Pflücken verringern die Belastung erheblich. Technische Innovationen der Harmonic Drive AG wie der Servoantrieb LynxDrive® weisen durch ihren Beitrag zur mechanisierten Bewirtschaftung und zur gesteigerten Produktivität in der Landwirtschaft neue Wege in die Zukunft. 9 EN T W ICKLUNG DEVELOPMENT „elWObot“ with precise steering system for steep vineyards Anyone who has witnessed the difficulties which robotic mowers have on gentle slopes can imagine how hard it is on really steep ground. Germany’s viticulture regions cover an area of approx. 100,000 hectares. Cultivation - documentation, care and harvesting – on the steepest slopes is often time consuming and difficult. In the joint “elWObot” project, three universities - the Technical University of Dresden, the Technical University of Geisenheim and the University of Osnabrück have developed a fully automated vehicle to increase productivity in viticulture. “elWObot” should make it possible to cultivate a larger area per hour. The cost effective mechanisation means lower costs per tonne of grapes. Working more efficiently in mechanised agriculture The aim of the project is to develop a market ready vehicle which navigates the landscape fully autonomously on predefined routes through the terrain where there is no need for additional infrastructure within the plantation. 10 Payloads, such as tanks or robots, of up to 1,500 kg are possible. There was a need to develop a sophisticated steering concept to achieve an operating speed of 8 km/h between the rows of plants for the vehicle, which measures 1.3 m at its widest point. The vehicle has four different steering modes; front wheel steering, rear wheel steering, front and rear wheel steering and crabwise. Harmonic Drive® Technology enables sophisticated steering system The scientists of TU Dresden who are developing the electrical drive are using the Harmonic Drive® LynxDrive® Series Servo Actuator for this high performance steering system. The particular characteristics of this compact drive are its good corrosion protection; high positioning accuracy and capacity for heavy loads (thanks to the high stiffness output bearings) are used in the tough environmental conditions on the slopes of vineyards. The servo actuator used is the LynxDrive-40C which is attached to the wheel carrier and which consists of a synchronous servo motor and a HFUC-2UH Series Gear Unit. The series offers 5 sizes with 6 ratios and maximum torques of between 9 and 647 Nm. Innovations for people An added benefit of the new vehicle is in occupational health and safety. By applying pesticides that are used according to the precise need of the plant, this can lead to additional savings. For those people employed in viticulture, working conditions improve several fold with less direct contact with pesticides, less distance to travel and simpler cutting and picking which makes the work a lot less strenuous. Technical innovations from Harmonic Drive AG like the LynxDrive® Servo Actuator are forging new paths to the future through their contribution to mechanical cultivation and increased productivity in agriculture. 11 S E R V O A N T R I E B E S E R V O A C T U AT O R S Bei der Entwicklung des Hygiene Design Servoantriebes standen die Richtlinien der European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG) im Vordergrund. The directives of the European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG) are central to the development of the Hygiene Design Servo Actuator. Anspruchsvolle Aufgaben in höchster Reinheit: Hygiene Design Servoantrieb Schon seit den 80er Jahren entwickelt die Harmonic Drive AG Servoantriebstechnologien auf hohem Niveau. Um vielfältigen Kundenanforderungen gerecht werden zu können, erfolgte kontinuierlich eine Spezialisierung mit einer großen Vielfalt unterschiedlicher Lösungen. Auf der Basis dieser langjährigen Erfahrungen entstand der Hygiene Design Servoantrieb. Dieses neue Produkt bietet perfekte Lösungen für verschiedenste Anwendungen in den Branchen Nahrung, Pharma und Verpackung. Hohe Anforderungen an Konstruktion, Material und Reinigung Maßgebend bei der Entwicklung des Hygiene Design Servoantriebes sind die Richtlinien der European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG). Diesen Richtlinien zufolge ist die Ansammlung von Verunreinigungen und Mikroorganismen zu verhindern, wodurch hohe Anforderungen an die Konstruktion, die eingesetzten Materialien und die Reinigung des Servoantriebes entstehen. Bereits bei der Konstruktion muss vermieden werden, dass Spalten oder Hohlräume entstehen, da Mikroorganismen an diesen Stellen für eine mikrobielle Kontamination von Nahrungsmitteln oder anderen Erzeugnissen sorgen könnten. Um den Richtlinien des EHEDG zu entsprechen, müssen bei der Fertigung des Hygiene Design Servoantriebes eine Vielzahl von konstruktiven Herausforderungen gelöst werden. Ein wesentlicher, außen sichtbarer Faktor ist die glatte, leicht zu reinigende Oberfläche, die auch aggressiven 12 Reinigungsmitteln widerstehen muss. Um eine Oberflächenrauigkeit des Antriebes von <0,5 µm zu erreichen, wird hochwertiger Edelstahl durch zusätzliches Elektropolieren anwendungsgerecht endbehandelt. Dies ist notwendig, da der Einsatz von Edelstahl, der z. B. durch im Einsatz abgelagerte Fremdkörper korrodieren kann, allein nicht ausreicht. Ebenso ist darauf zu achten, dass Kleb- und Schmierstoffe mechanisch einwandfrei verwendet werden. So werden Kleber nur intern eingesetzt und sind durchgängig verklebt. Schmierstoffe für das Getriebe und das Abtriebslager dürfen konstruktiv keinen Kontakt zu Lebensmitteln oder anderen Produkten haben. Durch den ausschließlichen Einsatz eines lebensmitteltauglichen Schmierstoffes ist selbst bei Ausfall einer Dichtung eine kritische Kontamination ausgeschlossen. Die im Antrieb eingesetzten Dichtungen sind resistent gegen aggressive Reinigungsmittel und verhindern konzeptionell Spalten bei Montage und Abdichtung. Für eine perfekte Reinigung werden ebenfalls beste Voraussetzungen geschaffen, denn ein Nachrüsten von Komponenten nach Hygienestandards ist teuer und ineffizient. Deshalb ist der Hygiene Design Servoantrieb der Harmonic Drive AG von Anfang an für die Behandlung mit aggressiven chemischen Reinigungs- und Desinfektionsmitteln – auch unter hohem Druck – ausgelegt. Im Zusammenwirken aller Maßnahmen – wie der eingesetzten Materialien, der Oberflächenbeschaffenheit, dem Dichtungskonzept und der Kabelverschraubung des Antriebes – wird die Schutzart IP69K erreicht. Neueste Technologien im Hygiene Design Natürlich beinhalten gerade auch die Hygiene Design Servoantriebe der Harmonic Drive AG modernste Technologien für eine effiziente und flexible Produktion. Sie sind mit einem extrem leistungsstarken Abtriebslager, einem innovativen Einkabel-DSL-Encoder und einer optionalen Haltebremse ausgestattet und können selbstverständlich mit übergeordneten Steuerungen kommunizieren. Beispielhaft zukunftssicher ist der eingesetzte HIPERFACE DSL® Encoder: kosten- und platzsparend bei einem Höchstmaß an Maschinensicherheit. Alle notwendigen Signale von Motor und Encoder sind in einem Kabel integriert. Trotzdem ist die Datenübertragung sicherheitstechnisch für Applikationen bis SIL2 zertifiziert. Durch das kippsteife Abtriebslager lässt sich der Hygiene Design Servoantrieb direkt in Kundenanwendungen integrieren. Hygiene Design Servoantriebe werden in mehreren Baugrößen und Untersetzungen von i = 30 bis i = 160 gefertigt. Die abgebildete Baugröße 20 überträgt ein maximales Drehmoment von 92 Nm. Für die Integration des Antriebes in kundenspezifische Anwendungen kann der Servoregler YukonDrive® mit unterschiedlichen Feldbussystemen kombiniert werden. Mit dieser neuesten Technologie sind alle Voraussetzungen für die Umsetzung von „Industrie 4.0“ erfüllt, mit der die Informationsbereitstellung für die Fertigungstechnik und Logistik vorangetrieben wird. So gestaltet die Harmonic Drive AG ressourceneffizient Produktionsprozesse innovativ und kundengerecht. 13 S E R V O A N T R I E B E S E R V O A C T U AT O R S Challenging jobs in ultra clean conditions: Hygiene Design Servo Actuator Since the 1980’s, Harmonic Drive AG has been developing high level servo actuator technologies. To meet a wide range of customer requirements, there has been continuous specialisation with a huge variety of different solutions. The Hygiene Design Servo Actuator was designed on the basis of the many years of experience. This new product offers perfect solutions for the most varied applications in the fields of food preparation, pharmaceutical and packaging. Major challenges for construction, materials and cleaning The directives of the EHEDG have been of great significance in the development of the Hygiene Design Servo Actuator. According to these guidelines, the accumulation of impurities and micro-organisms must be prevented and this places strict requirements on the design, the materials used and the cleaning of the servo actuator. In the construction itself there is a need to avoid gaps or cavities since micro-organisms at these points could cause microbial contamination of foodstuffs or other products. In order to correspond to the regulations of the EHEDG, the production of the Hygiene Design Servo Actuator a variety of design challenges needed to be resolved. An essential and visible factor is the smoothness of the housing, this needs to be an easy to clean surface which must also withstand aggressive cleaning materials. In order to achieve the required surface roughness of <0.5 µm of the actuator, high quality stainless steel is given an additional, final electro polish. This is needed because the use of stainless steel alone is not enough as it could corrode by foreign bodies deposited during use. Also it must be ensured that bonding agents and lubricants are mechanically sound. Adhesives are therefore only used internally and are bonded consistently. By design, lubricants for the gearbox and out put bearings cannot have any contact with foodstuffs or other products. The exclusive use of food hygiene compatible lubricants prevents critical contamination even if a seal fails. The seals used in the actuator are resistant to aggressive detergents and prevent gaps forming during assembly and sealing. The best pre-conditions are also created for perfect cleaning because retrofitting components according to hygiene standards is expensive and inefficient. Therefore the Hygiene Design Servo Actuators from Harmonic Drive AG are designed from the outset for treatment with aggressive chemical detergents and disinfectants – even under high pressure. Protection class IP69K is achieved in conjunction with all measures – such as the materials used, the surface quality, the sealing concept and the cable gland of the actuator. The latest technologies in Hygiene Design Naturally, the Hygiene Design Servo Actuators of Harmonic Drive AG incorporates the latest technologies for efficient and flexible production. They are fitted with an extremely high performance drive bearing, an innovative single cable DSL encoder and an optional holding brake and can communicate with higher level controllers. Typically future proof is the HIPERFACE DSL® Encoder: cost and space saving with a maximum degree of machine safety. All the necessary signals from the motor and the encoder are integrated into one cable. Nevertheless the data transfer is safety certified for applications up to SIL2. The high stiffness output bearing means that the Hygiene Design Servo Actuator can be integrated directly into customer applications. Hygiene Design Servo Actuators are produced in several sizes and gear ratios from 30 to 160:1. The pictured size 20 transfers a maximum torque of 92 Nm. For the integration of the drive into customer specific applications the YukonDrive® Servo Controller can be combined with different field bus systems. This latest technology meets all preconditions for the implementation of “Industrie 4.0”, which manages the information preparation for the production engineering and logistics. Harmonic Drive AG therefore promises innovative resource efficient production processes to customer requirements. Einbausatz CobaltLine® CobaltLine® Component Set Feedbacksystem HIPERFACE DSL® HIPERFACE DSL® feedback system Synchronservomotor Synchronous servo motor 14 Gehäuse Housing 15 CanisDrive® Kompakte Hohlwellenantriebe der neuesten Generation Latest generation of compact hollow shaft actuators In the international market, machine manufacturers have to meet demands for increasingly compact and cost effective machinery and equipment. This applies particularly for manufacturers of servo equipment because the costs for drive and control substantially influence the overall design costs. However, equally as important, is the overall machine performance which also depends significantly on these components. Die Bedingungen stellt der Markt The market sets the conditions Stark nachgefragt werden Antriebe mit Hohlwellen, die sich durch Robustheit auch unter extremen Umgebungsbedingungen auszeichnen. Zudem ist eine hohe Schutzart und präzises absolutes Positionieren unverzichtbar. Für den Einsatz von Fräsköpfen muss eine kippsteife Abtriebslagerung die direkte Aufnahme des Werkzeuges auch in kompakter Konstruktion ermöglichen. Servo actuators with hollow shafts are in great demand due, at least in part, to their robustness even under extreme environmental conditions. In addition, high protection rating and precise absolute positioning is essential. For the use in milling heads, the highly stiff and tilt resistant output bearing allows direct mounting of the work piece providing a compact design. Kompakt bei höherer Leistung Compact dimensions, high performance Seit vielen Jahren kommen die von der Harmonic Drive AG entwickelten Antriebe der Baureihe CHA in weltweiten Produktionsanlagen erfolgreich zum Einsatz. Mit der neuen Generation von Hohlwellenantrieben der Baureihe CanisDrive® können verbesserte Eigenschaften bei gleicher kompakter Bauweise realisiert werden. The well proven CHA Series Actuators developed by Harmonic Drive AG have been used successfully in production systems around the world for many years. However, with the new generation of CanisDrive® Series Hollow Shaft Actuators, even better results can be achieved from the same compact design. Einfaches Upgrade trotz neuem Design New design provides simple upgrade path Trotz einem verbesserten Design bleibt die neue Baureihe CanisDrive® mechanisch vollständig kompatibel zum CHA-Vorgänger. Dies erleichtert den Umstieg, die verbesserten Eigenschaften (Maschineneffizienz und -verfügbarkeit) stehen ohne zusätzlichen Konstruktionsaufwand zur Verfügung. So sind die Oberflächen von Motor und Getriebe sorgfältig beschichtet und korrosionsgeschützt. Despite an improved design, the new CanisDrive® Series remains fully mechanically compatible with its CHA predecessor. This eases the transition, making improved characteristics (machine efficiency and availability) available without additional design expense. The motor and gearbox surfaces are carefully coated and corrosion protected. Merkmale Features In internationalen Märkten müssen Maschinenhersteller stetig steigende Forderungen nach kompakten und kostengünstigen Maschinen und Anlagen erfüllen. Dies gilt besonders für Hersteller von Antriebssystemen, da die Kosten für Antrieb und Steuerung die Gesamtbaukosten wesentlich beeinflussen. Aber auch die Performance der Maschine beruht im Wesentlichen auf diesen Bauteilen. 16 • Geringes Gewicht • Kleines Volumen • Hohe Effizienz • Große Hohlwelle • Einfach individualisierbar • Servoregler verfügbar • Lightweight • Small volume • High efficiency • Large hollow shaft • Easy to customise • Servo controller available • Höhere Überlastsicherheit (Perfekte Auslegung des Statorpakets) • Increased overload protection (perfect stator-assembly design) • Größerer Temperatureinsatzbereich (Schmierstoff Flexolub®-A1) • Increased temperature range (Flexolub®-A1 lubricant) • Höhere Spannungsfestigkeit (Betrieb an Umrichtern mit 680 V-Zwischenkreisspannung) • High voltage resistance (operation on inverters with 680 V DC link voltage) • Erhöhte Teilentladungsfestigkeit (Betrieb an langen Versorgungsleitungen) • Increased partial discharge strength (operation on long supply leads) QUICKLINK www.harmonicdrive.de/1040 www.harmonicdrive.co.uk/1040 Kundennutzen Customer Benefits N E U E H O H LW E L L E N A N T R I E B E N E W H O L L O W S H A F T A C T U AT O R S CanisDrive® N E U E H O H LW E L L E N A N T R I E B E N E W H O L L O W S H A F T A C T U AT O R S Das Abtriebslager: Direkt montiert und hochpräzise The output bearings: directly mounted and high precision Neu entwickelte Präzisionsabtriebslager kommen in der Baureihe CanisDrive® spielfrei vorgespannt zum Einsatz. Die spezielle Ausführung erlaubt es, Außenring und Last direkt zu montieren. Dadurch bleibt eine hohe Lagergenauigkeit unverfälscht bestehen. Newly developed, preloaded backlash free precision output bearings are used in the CanisDrive® Series. This special design allows in many cases the direct mounting of the external load without the need for additional bearings or support. This provides a compact solution and retains the high precision characteristics of the output bearing. NEUIGKEI T EN NE W S Wir gratulieren We congratulate Wir gratulieren zum Jubiläum und bedanken uns für die geleistete Arbeit sowie das langjährige Vertrauen in unser Unternehmen. We would like to congratulate the below named staff for their service and thank them for their hard work and commitment to our company. Der Schmierstoff: Speziell entwickelt und vielseitig einsetzbar The lubricant: specially developed and highly versatile Um Spielfreiheit und eine hohe Übertragungspräzision über die gesamte Lebensdauer und in jeder Einbaulage zu ermöglichen, kommt bei allen tribologischen Kontakten des Harmonic Drive® Getriebes ausschließlich das Harmonic Drive® Spezialschmierfett Flexolub®-A1 zum Einsatz. Dieses sorgt für eine funktionsgerechte Schmierung und erweitert gleichzeitig den Temperatureinsatzbereich des Servoantriebes (von -40 °C bis +90 °C). Zudem werden in der Anwendung weitere Leistungsmerkmale wirkungsvoll gesteigert. To enable zero backlash and high precision transfer over the entire lifespan and in any installation position, the special Harmonic Drive® Flexolub®-A1 Grease - is used for all moving surfaces of the Harmonic Drive® Gear in contact with one another. This ensures perfect lubrication and equally extends the temperature range of the servo actuator (from -40 °C to +90 °C). Further performance features are also effectively increased when in operation. Einfache Integration mit Regler YukonDrive® Easy integration with YukonDrive® Controllers CanisDrive® Antriebe lassen sich mit den Kompaktreglern YukonDrive® unabhängig vom Steuerungskonzept problemlos in die Maschine integrieren. Der Regler bietet Lösungen für die jeweiligen Bewegungsanforderungen, wobei die Profile in einer übergeordneten Steuerung oder direkt am Antriebslager generiert werden können. Der Regler YukonDrive® ist bestens geeignet für den Einsatz im unteren und mittleren Leistungsbereich und für die Regelung hochdynamischer Bewegungen. CanisDrive® Servo Actuators can be easily integrated into the machine using the compact YukonDrive® Controller, irrespective of the control concept. The controller offers solutions for the respective movement requirements, profiles can be generated in a higher level controller or directly on the drive controller. The YukonDrive® is ideal for use in the lower and middle performance range and for the control of high dynamic movements. Einsatzmöglichkeiten Potential applications Hohlwellenantriebe der Baureihe CanisDrive® sind perfekte Bauteile für den flexiblen Einsatz im Maschinenbau und unter extremen Umgebungsbedingungen. Sie können ihre Leistungsstärke in anspruchsvollen Antriebssystemen (Werkzeugmaschinenbau, Handling, Robotik, Medizin- und Wehrtechnik) optimal unter Beweis stellen. CanisDrive® Hollow Shaft Actuators are perfect components for flexible use in machine design and under extreme operating conditions. They can put their performance strengths to the test in demanding drive systems (machine tools, handling, robotics, medical and defence technology). 10 Jahre Tochterunternehmen 10 years subsidiary company John Adams Graham Mackrell Helen Louise Mackrell Cristina Accini Dr. Franco Nobili Laurence Beysseriat Giuliano Salogni Laurent Noraz Domenico Crisafi Stephen Kirk Chiara Mora 18 10 Jahre Betriebsjubiläum / 10 years of service 25 Jahre Betriebsjubiläum / 25 years of service Heiko Crecelius V.l.n.r.: / F.l.t.r.:: Dr. Matthias Mendel, Michael Schaffer 19 Deutschland Germany Harmonic Drive AG Hoenbergstraße 14 65555 Limburg /Lahn T +49 6431 5008-0 F +49 6431 5008-119 [email protected] www.harmonicdrive.de Tochtergesellschaften und Vertretungen der Harmonic Drive AG in folgenden Ländern: Harmonic Drive AG has subsidiaries and agencies in the following countries: Belgien Belgium Brasilien Brazil Dänemark Denmark Finnland Finland Frankreich France Großbritannien United Kingdom Indien India Israel Israel Italien Italy Japan Japan Niederlande The Netherlands Norwegen Norway Österreich Austria Polen Poland Russland Russia Schweden Sweden Schweiz Switzerland Spanien Spain Südafrika South Africa Tschechien Czech Republic Türkei Turkey USA U.S.A. 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