Präzision in Robotik und Handhabung Precision in Robotics and
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Präzision in Robotik und Handhabung Precision in Robotics and
Präzision in Robotik und Handhabung Precision in Robotics and Handling Inhalt Content 3 Das Unternehmen/The Company 4 Produktprogramm/Product Programme 6 Industrieroboter/Industrial Robot 9 Knickarm/Articulated Arm 10 SCARA Roboter/SCARA Robot Parallelkinematiken/Parallel Kinematics 11 Serviceroboter/Service Robot 12 Rehabilitation/Rehabilitation 15 Chirurgie/Surgical 16 17 Mobile Roboter/Mobile Robot Humanoide/Humanoid 18 Handhabung/Handling 19 22 Komplette Systeme/Special Actuators Linearachsen/Linear Axis 23 Montagehilfsanwendungen/Assembly systems 24 Spezialkinematiken/Special Kinematics 25 Referenzen/References 26 2 The cover picture shows the iCub from the Istituto Italiano di Tecnologia (IIT): The iCub is an open source platform for research into humanoid robotics, brain and cognitive sciences, that has been adopted by more than 20 laboratories worldwide. iCub represents the focus of the European RobotCub Consortium, which is coordinated by Giulio Sandini and Giorgio Metta at the Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), in Genoa (Italy), and funded by the European Commission Cognitive Systems and Robotics program. The Consortium involves different research institutions: IIT, University of Genoa, Scuola Superiore Sant’Anna in Pisa, University of Ferrara, the company Telerobot in Genoa, University of Uppsala, University of Sheffield, University of Hertfordshire, IST in Lisabon, EPFL in Lausanne and University of Zurich, University of Bielefeld, University of Plymouth, University of Aberystwyth, CNR in Rome, METU in Ankara, Pompeu Fabra in Barcelona, INSERM in Lyon, UPMC in Paris, University of Illinois, Imperial College in London, Technical University of Munich. Das Unternehmen The Company Die Harmonic Drive AG entwickelt und produziert Antriebslösungen für unterschiedlichste Anwendungen in der Robotik und Handhabungstechnik. In diesem anspruchsvollen Anwendungsspektrum erfüllen die einzigartigen Produkte der Harmonic Drive AG höchste Anforderungen. Harmonic Drive AG develops and produces drive solutions for the widest range of applications in robotics and handling technology. In these challenging applications, the unique products of Harmonic Drive AG meet the highest requirements. Mehr als 40 Jahre Erfahrung in anspruchsvollen Aufgaben der Antriebstechnik und die innovativen Leistungen einer Mannschaft von 350 motivierten Mitarbeitern stecken in unseren mechanischen und mechatronischen Produkten. Für die vielfältigen Anwendungen der Robotik und Handhabungstechnik, wo geringes Gewicht, Präzision und eine kompakte Bauweise gefordert ist, liefern wir stets die passende Lösung. More than 40 years of experience with the demands of drive technology and the innovative achievements from our team of 350 motivated employees go into our mechanical and mechatronic products. We always aim to provide just the right solution for the diverse applications in robotics and handling technology especially when minimum weight, precision and compact structure is required. Gerade in der Robotik und Handhabung können die hervorragenden Eigenschaften unserer Produkte und kundenspezifischen Antriebskonzepte die extremen Anforderungen an Spielfreiheit, Drehmomentkapazität und Wiederholgenauigkeit optimal erfüllen. Die jahrelange Erfahrung aus dem engen Dialog mit unseren Kunden hat zu einer konsequenten Weiterentwicklung unseres Produktportfolios für diese Branche geführt. Mit der Entwicklung und der Produktion von leistungsstarken Elektromotoren hat sich die Harmonic Drive AG optimal für die Kundenbedürfnisse der Branche aufgestellt. Sowohl in Kombination mit den hervorragenden mechanischen Produkten als auch als getriebeloser Direktantrieb haben wir stets das optimale Antriebskonzept für die verschiedenen Anwendungsbereiche der Robotik und Handhabungstechnik. The excellent characteristics of our standard and customised drive products, zero backlash, high torque capacity or excellent repeatablility, are particularly suited for robotics and handling applications. Our many years of experience, resulting from a close dialogue with our customers, has resulted in consistent further development of our product range for this sector. With the development and production of high performance electrical motors, Harmonic Drive AG is perfectly placed to satisfy the customer needs in this sector. Both in combination with our excellent mechanical products as well as a gearless direct drive, we can always supply the optimum drive concept for the different application areas in robotics and handling technology. 3 Produktprogramm Product Programme Die Harmonic Drive® Servoantriebe sind eine Kombination aus Präzisionsgetrieben mit speziell abgestimmten Motoren in AC- oder DC-Technik. Die Antriebe sind für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an Drehmomentkapazität, Präzision und Kompaktheit ausgelegt. Die Hohlwellenantriebe der Baureihen CHA und FHA-C bieten zusätzlich eine große zentrale Hohlwelle. The Harmonic Drive® servo actuators combine precision gearboxes with specially developed AC or DC servo motors. Used in applications with demanding requirements, they provide precise motion control and high torque capacity in a very compact package. In addition, the CHA and FHA-C series feature a large central hollow shaft. Die Harmonic Drive® Direktantriebe wurden für Rotationsachsen entwickelt, bei denen Präzision und hohes Drehmoment bei relativ kleinen bis mittleren Drehzahlen gefordert sind. Sie werden als Einbausatz bestehend aus Rotor und Stator geliefert und direkt in den Roboter integriert. Individuelle Komplettantriebe und Systemlösungen auf Basis der TorkDrive Einbaumotoren erarbeiten wir gemeinsam und in enger Abstimmung mit unseren Kunden. H armonic Drive® torque motors have been developed for rotating applications requiring precise rotation with high torque at relatively slow speeds. The torque motor is delivered as an individual component set consisting of a stator and a rotor that can be integrated directly into the robot application. In close collaboration with our customers we also supply individual actuators and system solutions based on TorkDrive frameless motor sets. Wir bieten neben unseren Katalogprodukten auch kundenspezifische Antriebslösungen in unterschiedlichen Ausführungen für lineare und rotatorische Bewegungen an. In addition to our catalogue products, we also offer a wide range of custom actuator solutions for linear and rotary movements. 4 Harmonic Drive® Getriebeeinbausätze mit ihrem einzigartigen Funktionsprinzip und ihrer konstruktiven Vielfalt haben sich in vielen Maschinen als ideales Antriebselement bewährt. Die kompakte Bauweise der Einbausätze ermöglicht eine platz- und gewichtsparende Einbindung. T he compact design of the Harmonic Drive® gear component sets with the unique operating principle allows their integration in applications where a small design envelope is available and light weight is required. The operating principle and properties of the gearing make them highly suited to a wide range of applications in numerous industrial sectors. Harmonic Drive® Units und Getriebeboxen bestehen aus Getriebeeinbausätzen, kombiniert mit einer sehr kippsteifen Abtriebslagerung. Sie stellen somit eine kompakte Getriebeeinheit dar, die für eine optimale Integration in den Roboter prädestiniert ist. H armonic Drive® Units and Gearboxes consist of a gear component set combined with a high capacity output bearing designed for easy integration into the robot. Um auch hohen Genauigkeitsanforderungen im Untersetzungsbereich kleiner 45:1 gerecht zu werden, wurden die präzisen und kompakten Harmonic Drive® Planetengetriebe der Baureihe HPG entwickelt. T he HPG Series Harmonic Drive® Planetary Gears have been developed to provide the accuracy and compactness associated with Harmonic Drive® gears for reduction ratios below 45:1. 5 Industrieroboter Industrial Roborts Industrieroboter Roboter sind heute längst keine Besonderheit mehr, sie gehören zur Standardausstattung vieler industrieller Betriebe. Industrial robots Robots have long stopped being a unique occurrence and are now a standard feature for many industrial companies. Ein Industrieroboter hat den Zweck, verschiedenste Arbeiten zu erledigen. Einmal programmiert, führt der Industrieroboter den vorgegebenen Arbeitsablauf autonom durch. Bei vielen technischen Abläufen übertrifft der Industrieroboter die Fähigkeiten des menschlichen Arbeiters durch Zeitersparnis und erreicht somit eine höhere Wirtschaftlichkeit. An industrial robot has the purpose of performing a wide range of work. Once programmed, the industrial robot automatically performs the prescribed workflow. For many technical processes, industrial robots exceed the capabilities of the human workers, thereby saving time and achieving higher cost effectiveness. Man unterscheidet folgende Grundtypen anhand ihrer Kinematik A distinction is made between the following basic types based on their kinematics Serielle Kinematik Gelenkarmroboter 5- und 6-Achs-Roboter Parallele Kinematik Serial kinematics Hexapod Roboter Delta Roboter Articulated arm robot 5 and 6-axis robot 7-Achs-Roboter 7-axis robot Dualarm-Roboter Dual-arm robot Palettierroboter Palletizing robot SCARA Roboter Portalroboter mit 3 Linearachsen Parallel kinematics Hexapod robot Delta robot SCARA robot Portal robot with 3 linear axis Industrieroboter werden in unterschiedlichen Ausführungen und von verschiedenen Herstellern geliefert. Sie werden in der Regel als standardisiertes Grundgerät angeschafft und mit anwendungsspezifischen Werkzeugen an ihre jeweilige Aufgabe angepasst. Industrial robots are manufactured in different models and by different manufacturers. They are generally acquired as a standardised basic device and are adapted to their specific task with application-specific tools. Eine wichtige Kenngröße von Industrierobotern ist die Traglast. Weitere entscheidende Kenngrößen sind die Dynamik und die Genauigkeit. An important characteristic of industrial robots is the payload. Other decisive characteristics are the performence and precision. Harmonic Drive® Produkte zeichnen sich hierbei dadurch aus, immer das entsprechende Optimum aus einer solchen Anwendung herauszuholen. Die nachfolgend gezeigten Konstruktionsdetails und Anwendungsbeispiele zeigen exemplarisch die Möglichkeiten, kundenindividuell eine optimale Integration unserer Antriebskomponenten zu ermöglichen. Harmonic Drive® products set themselves apart by always achieving the best results for the required applications. The design details and the sample applications that follow show the integration of our drive components in individual customer solutions. Knickarmroboter des Herstellers Reis GmbH & Co. KG Articulated arm robot of company Reis GmbH & Co. KG 6 SCARA Roboter SCARA Roboter für schnelle Montagetätigkeiten sind ein ideales Anwendungsgebiet für die Wellgetriebe der Harmonic Drive AG. Aufgrund der hohen Dynamik der Roboter ist die Verwendung von kompakten, leichtgewichtigen Getrieben unverzichtbar. Die hohe Genauigkeit, die für die präzise Montage erforderlich ist, macht Getriebe mit hervorragender Wiederholgenauigkeit notwendig. SCARA robots SCARA robots are an ideal application area for the strain wave gears from Harmonic Drive AG for rapid assembly tasks. Due to the highly dynamic nature of the robots, the use of compact, light weight gears is essential. The high level of precision which is necessary for precise assembly requires gears with excellent repeatibility. Das hier dargestellte Anwendungsbeispiel zeigt eine kompakte und elegante konstruktive Lösung mit einem Hohlwellenantrieb CHA und einer kompakten Harmonic Drive® Unit der Baureihe CobaltLine-CPS, die von einem FFM-Motor aus der LynxDrive Baureihe angetrieben wird. Im Schultergelenk ist der Abtriebsflansch des CHA mit dem Oberarm und der äußere Ring des Abtriebslagers mit dem Ständer verbunden. Im Ellenbogengelenk ist der Abtriebsflansch der CobaltLine-CPS Unit ebenfalls mit dem Oberarm und der äußere Ring des Abtriebslagers mit dem Unterarm verbunden. Angetrieben wird die CobaltLine-CPS Unit durch einen FFM-Motor, dessen Motorwelle durch den CHA Antrieb hindurch über einen Zahnriemen mit dem Getriebeeingang verbunden ist. The sample application shown here represents a compact and elegant structural solution with a CHA hollow shaft servo actuator and a compact Harmonic Drive® Unit of the CobaltLine-CPS series which is actuated with a FFM motor from the LynxDrive series. In the shoulder joint, the drive flange of the CHA is joined to the upper arm and the outer arm of the output bearing is connected to the base. In the elbow joint, the drive flange of the CobaltLine-CPS is also joined to the upper arm and the outer arm of the output bearing is connected to the sub-arm. The CobaltLine-CPS unit is actuated by a FFM motor over a tooth belt to the gear inlet with a motor shaft which is going through the CHA servo actuator. Harmonic Drive® Hollwellenantrieb U/nit Harmonic Drive® hollow shaft actuator Zahnriemen Toothed belt Antriebswellenit Drive shaft Harmonic Drive® Unit U/nit Harmonic Drive® Unit Harmonic Drive® Motor U/nit Harmonic Drive® motor SCARA Roboter SCARA robot 7 Roboter-Doppelarmgelenk Die in diesem Doppelarmgelenk dargestellten Getriebe der Harmonic Drive AG sind sogenannte „Simplicity Units“. Diese Bauform wird inklusive leistungsfähigem KreuzrollenAbtriebslager geliefert, weist jedoch kein eigenes Getriebegehäuse auf und ist dadurch komplett integrierbar. Bei dieser gezeigten Achse ist der Flexspline über den AbtriebslagerAußenring mit der Dreh-/Schwenkeinheit verschraubt und stützt das Drehmoment zum Gehäuse ab. Der Abtrieb erfolgt über den Circular Spline und den Innenring des Abtriebslagers. Bei dem Wave Generator, der als Antrieb dient, wurde eine Hohlwellen-Sonderbauform gewählt, die gleichzeitig der Funktion des Servomotor-Rotors sowie der Aufnahme des Motorfeedbacksystems und der Haltebremse dient. Die Drehdurchführung als solche wird für die Kabelzuführungen herangezogen. Harmonic Drive® Unit Harmonic Drive® unit Robotic double arm joint The gears shown in this double arm joint by Harmonic Drive AG are known as "simplicity units". This design comes complete with a high performance cross roller output bearing and has no separate housing and is therefore completely integrable in the machine housing. In the axis shown below the Flexspline is fixed via the cross roller bearing outer ring to the rotating output and supports the torque via the housing. Output is via the Circular Spline over the inner ring of the output bearing. The wave generator, which serves as the input, is a special hollow shaft design which also functions as the shaft for the servo motor rotor, the motor feedback system and the brake. The rotary joint as shown here is also used as the cable duct for power supply. Wave Generator Lager Wave Generator bearing Kabelzuführung Cable duct Motorfeedbacksystem Motor feedback system Doppelarmgelenk Double arm joint 8 Abtriebsseitiges Feedbacksystem Output side feedback system Harmonic Drive® Unit Harmonic Drive® unit Motor Motor Knickarm Articulated Arm Der dänische Hersteller UNIVERSAL ROBOTS bietet Innovationen bei der Entwicklung von Robotersystemen, die neben der Reduktion der Baugröße und des Gewichtes des kompletten Systems die Genauigkeit und Leistungsstärke der Einheit nicht in Frage stellen. Mit gerade mal 18 kg lässt sich der UR5 sehr gut in die Arbeitsumgebung integrieren. Aufgrund seiner hohen Steifigkeit und Präzision erreicht der Roboterarm eine hohe Wiederholgenauigkeit von +/- 0,1 mm. Damit ist er sogar für Mess- und Prüfaufgaben geeignet. In allen sechs Achsen kommen Harmonic Drive® Units mit integrierter Abtriebslagerung zum Einsatz, die bezüglich Gewicht, Massenträgheit und Bauraum optimiert sind. Die bei dieser Applikation verwendete Software wiederum erleichtert es dem Anwender, den Roboter für neue Aufgaben in kürzester Zeit selbst umzurüsten. The Danish manufacturer UNIVERSAL ROBOTS is a leading innovator in the development of robotic systems which, in addition to the reduced size and weight of the system, do not compromise the precision and efficiency of the unit. At just 18 kg, the UR5 can be integrated very well into the work environment. Due to its high level of stiffness and precision, the robotic arm achieves high repeatibility at +/- 0.1 mm. This makes it very suitable for measurement and testing tasks. In all six axis, the Harmonic Drive® units with integrated output bearing are used, which are optimised in terms of weight, inertia and installation space. The software used in this application, in turn, makes it easier for the user to retrofit the robot in the shortest period of time. In solchen kompakten Roboterachsen werden größtenteils HFUS Simplicity Units eingesetzt, die durch eine erhebliche Gewichtsreduktion gegenüber geschlossenen Units die Gesamtdynamik des Roboters erhöhen. Bei der HFUS-2SO Unit (Simplicty Unit) wurde die Anzahl der Komponenten auf das Wesentliche reduziert. Dieses reduzierte Design führt neben einer Reduzierung des Bauraumes insbesondere zu einer deutlichen Verringerung des Gewichtes, die, je nach Baugröße, über 30% betragen kann. Die gleichzeitige Nutzung eines leistungsfähigen und kippsteifen Kreuzrollenabtriebslagers rundet den Antrieb ab. Primarily HFUS Simplicity Units units are used in such robot axes which increase the total dynamic performance of the robot through a considerable weight reduction compared to closed units. For the HFUS-2SO unit (simplicity units), the number of components was reduced to the minimum necessary. In addition to the reduction in installation space, this optimised design resulted in a considerable decrease in weight, which can be over 30% depending on the gear size. Simultaneous use of a high-performance and high capacity cross roller output bearing rounds off the drive. Baugröße Size 14 17 20 25 32 40 45 50 58 Außendurchmesser Outer diameter mm 70 80 90 110 142 170 190 214 240 HFUS-2SO Max. Drehmoment Max. torque Nm 28 54 92 176 372 647 882 1180 1840 Untersetzung Ratio 50-100 50-120 50-160 50-160 50-160 50-160 50-160 50-160 50-160 HFUS-2SO Unit HFUS-2SO Unit UR5 des Herstellers UNIVERSAL ROBOT UR5 of company UNIVERSAL ROBOT 9 SCARA Roboter SCARA Robot The ASYS robot range is designed as a freely combinable modular system. Due to many years of experience in robotics engineering, solutions can be offered for all applications, particularly high-vacuum, ultra-high-vacuum and ultra-clean rooms. Here the SCARA-AAR 740 is a proven special design for clean room operation. Equipped with a single paddle, the arm has a range of up to 786 mm and a vertical stroke of 50 mm. Here it receives a carrying load of 2.5 kg (including paddle). Das ASYS Roboterprogramm ist als frei kombinierbares Baukastensystem aufgebaut. Durch die jahrzehntelange Erfahrung im Roboterbau können für alle Anwendungen, insbesondere im Hochvakuum, Ultrahochvakuum und Reinsträumen, Lösungen angeboten werden. Der SCARA-AAR 740 ist hierbei eine bewährte Sonderausführung für Reinraumbetrieb. Mit einem SinglePaddel ausgestattet, hat der Arm eine Reichweite von bis zu 786 mm und einen Vertikalhub von 50 mm. Er kann hierbei eine Traglast von 2,5 kg (inklusive Paddel) aufnehmen. Die Harmonic Drive AG empfiehlt in solchen Anwendungen die eigens entwickelten Servomotoren, die höchsten Ansprüche genügen. Harmonic Drive AG recommends servo motors for such applications which are developed in-house and meet the highest industry standards. SCARA-AAR 740 der Firma ASYS Automatic Systems GmbH & Co. KG SCARA-AAR 740 of company ASYS Automatic Systems GmbH & Co. KG CHA und CHM Hohlwellenantriebe In der CHA-Baureihe werden präzise, spielfreie Getriebe der Harmonic Drive AG mit einem hochdynamischen AC-Servomotor, einem optischen Sinus-Cosinus Encoder und einem extrem belastbarem Abtriebslager zu dem kompakt bauenden Antrieb kombiniert. Wesentliches Merkmal ist die zentrische Hohlwelle. Die Abtriebslager zur Aufnahme der kundenseitigen Last sind als Flanschlager ausgeführt und bieten beste Parallelität und Koaxialität Mit dem Hohlwellenmotor der Baureihe CHM bietet die Harmonic Drive AG Motorentechnologie auf höchstem Qualitätsniveau an. Die kompakte Bauform und die Hohlwelle sorgen dafür, dass der Konstruktionsaufwand in vielen Anwendungen erheblich verringert wird. Die CHM Antriebe zeichnen sich durch eine kompakte, modular aufgebaute Bauweise mit geringem Rastmoment aus. CHA and CHM hollow shaft drives In the CHA series, precise, zero backlash gears of Harmonic Drive AG are combined with a highly dynamic AC servo motor, an optical sine cosine encoder and a high capacity output resulting in an extremely compact drive. A major characteristic is the central hollow shaft. The output bearing is designed as a flange bearing and offers the best parallelism and co-axial quality that receives the customer's load. With the hollow shaft motor of the CHM series, Harmonic Drive AG offers motor technology of the highest quality. The compact design and the hollow shaft ensure that the design effort is considerably reduced in many applications. The CHM drives are characterised by their modular construction and minimal cogging torque. CHA Baugröße Size 14 10 Untersetzung Ratio 30 ~ 100 CHM Maximales Drehmoment Maximum output torque Maximale Drehzahl Maximum output speed Hohlwellendurchmesser Hollow shaft diameter Nm min-1 / rpm mm 9 ~ 28 85 ~ 283 12 17 30 ~ 120 16 ~ 54 61 ~ 243 16 20 30 ~ 160 27 ~ 92 38 ~ 200 18 25 30 ~ 160 50 ~ 176 35 ~ 187 27 32 30 ~ 160 100 ~ 372 30 ~ 160 32 40 50 ~ 160 402 ~ 647 25 ~ 80 39 50 50 ~ 160 715 ~ 1180 22 ~ 70 45 58 50 ~ 160 1020 ~ 1840 19 ~ 60 45 Baugröße Size 0083 0200 0390 0800 1100 CHA/CHA Maximales Drehmoment Maximum output torque Maximale Drehzahl Maximum output speed Hohlwellendurchmesser Hollow shaft diameter Nm min-1 / rpm mm 2,9 6,4 11,3 27 37 6500 4800 4000 4000 4000 21 35,5 42 46 46 CHM/CHM Parallelkinematiken Parallel Kinematics Das junge und innovative Unternehmen Asyril SA ist darauf spezialisiert miniaturisierte mechatronische Vorrichtungen für die Automatisierung im Bereich der Micro- und Nanotechnologie zu entwicklen. Der PowerDelta ist hierbei die optimale Lösung für das schnelle Sortieren, Bearbeiten und Zusammensetzen von kleinen Bauteilen. Die hierbei erreichte Geschwindigkeit und Präzision erlauben bis zu 2 Pick & Place Zyklen pro Sekunde. Der PowerDelta bietet hierbei eine Vertikalkraft von bis zu 50 N und ermöglicht damit sogar das kraftschlüssige Zusammenstecken von Bauteilen. Asyril SA is a young innovative company focussing on the development of miniaturized mechatronic devices for automation in the fields of micro and nano-technologies. The PowerDelta is the ideal solution for fast movements, force fitting or the assembly of small components. Its speed and precision allows up to 2 pick-and-place movements in a second. The Power-Delta can provide a vertical force of 50 N and allows the force fit of parts that need to be joined. Die Harmonic Drive® Getriebeeinbausätze der Baureihe CobaltLine, in Kombination mit einem bereits integrierten sehr kippsteifen Abtriebslager, haben sich in vielen solcher Anwendungen als idealer Antrieb bewährt. Durch die Optimierung der Flexspline- und Circular Spline-Verzahnung, sowie der Form des Wave Generators, wurde die Drehmomentkapazität der CobaltLine im Vergleich zur Standardtechnologie um ca. 30 % und die Lebensdauer um ca. 40 % gesteigert. Die Units der Baureihe CobaltLine-2UH werden als fertige Getriebe Units mit Gehäuse und Abtriebslager angeboten. Durch das hoch belastbare Abtriebslager kann in vielen Einsatzfällen eine zusätzliche Lagerung entfallen und damit eine sehr kostengünstige Konstruktion realisiert werden. The Harmonic Drive® component set from the CobaltLine series, in combination with the integrated high capacity output bearing, have been proven effective in many applications of this type. Through the optimised Flexspline and Circular Spline toothing as well as the Wave Generator form, the torque capacity of the CobaltLine has been increased by approximately 30% and the operation life by approx. 40%. The units of the CobaltLine-2UH series are offered as complete drive units with a housing and output bearing. Additional bearings are not necessary because of the of high capacity of the output bearings used and a very affordable construction can therefore be realised. Baugröße Size 14 17 20 25 32 40 Außendurchmesser Outer diameter mm 73 79 93 107 138 160 CobaltLine - 2UH Max. Drehmoment Max. torque Nm 36 70 120 229 484 841 Untersetzung Ratio 50-100 50-120 50-160 50-160 50-160 50-160 CobaltLine-2UH CobaltLine-2UH Power Delta der Firma Asyril Power Delta of company Asyril 11 Serviceroboter Service Robot Nachdem Roboter im industriellen Umfeld mittlerweile ein vertrautes Bild sind, findet man sie inzwischen mehr und mehr auch außerhalb des elementaren Wertschöpfungsprozesses. Sie assistieren dem Chirurgen bei komplizierten Eingriffen, säubern Böden und Solarpanele, untersuchen einsturzgefährdete Gebäude oder melken Kühe. Viele Ideen für weitere Anwendungen sind bereits Wirklichkeit und ständig kommen neue hinzu. Das macht den Serviceroboter zu dem Leitprodukt der nächsten Jahrzehnte. Ebenso sicher werden auch hier präzise Bewegungen benötigt, Randbedingungen, die sich mit Produkten aus dem Hause der Harmonic Drive AG bestens erfüllen lassen: As robots in industrial environments are now a familiar sight, we are seeing more and more robots outside the basic value-added processes. They assist surgeons in complicated surgery, clean floors and solar panels, study the danger in dangerous buildings and are milking cows. Many ideas for future applications are already a reality and new applications are constantly being added. This makes the service robot a pioneering product of the coming decades. Precise movements will certainly be required basic conditions which can be best satisfied with products from Harmonic Drive AG: Hohe Leistungsdichte für energieautarke Systeme High performance capacity for energy independent systems Aufbau von kompakten und hochfunktionalen kinematischen Strukturen Development of compact and highly functional kinematic structures Nutzung der Hohlwelle oder Use of hollow shafts Vorbereitung von Sicherheitsfunktionen durch integrierte Sensorik Inclusion of safety functions withintegrated sensory systems Die nachfolgend gezeigten konstruktiven Details und Anwendungsbeispiele werfen ein Streiflicht auf die Vielzahl der mit unseren Kunden individuell erarbeiteten Lösungen. The design details and sample applications shown overleaf highlight some of the the many solutions developed with our customers. Care-O-Bot3 des Fraunhofer IPA Care-O-Bot3 of Fraunhofer IPA 12 Serviceroboter Service Robot Radantrieb für mobile Roboterplattform Der hier dargestellte Fahrantrieb auf Basis eines zweistufigen Harmonic Drive® Planetengetriebes, in Kombination mit einer spezifisch angepassten Motortechnologie, bietet eine Antriebsperformance mit einem Drehmoment bis zu 200 Nm sowie einer Drehzahl von über 150 U/min. Das Haltemoment der elektromechanischen Bremse wirkt über die Getriebeuntersetzung des Planetengetriebes (i=15) auf die Radnabe. Der bürstenlose Motor wird mit einer Spannung von 40 VDC gespeist und kann zusätzlich zum generatorischen Bremsen des Antriebes genutzt werden. Zur Drehzahlerfassung dient ein robuster Hohlwellen-Resolver. Die korrosionsgeschützte Konstruktion hält Freifeldbedingungen stand und ist somit resistent gegen Schmutz, Feuchtigkeit sowie Schock und Vibration. Die Motorwicklung und das Hohlrad des Harmonic Drive® Planetengetriebes der Baureihe TritonLine wird vom stationären Gehäuseteil getragen. Der Motor treibt das Sonnenrad der ersten Stufe des Planetengetriebes an. Resolverrotor und Bremsscheibe sind ebenfalls direkt mit dem Rotor des Motors gekoppelt. Über die Planetenräder der zweiten Stufe wird in den Reifenträger eingetrieben, der auf dem stationären Teil gelagert ist und diesen umschließt. Wheel drive for mobile robot platform The wheel drive shown works on the basis of a two-stage Harmonic Drive® planetary gear in combination with specifically developed motor technology offers a drive performance with a torque of up to 200 Nm and a speed of over 150 rpm. The holding torque of the electromechanical brake works on the gear hub via gear reduction of the planetary gear (R=15). The brushless motor is supplied with a voltage of 40 VDC and can also be used as a generator brake. The design can withstand extreme environmetal conditions and is resistant to dirt, moisture, shock and vibrations. The motor coil and the hollow gear of the Harmonic Drive® planetary gear from the TritonLine series is supported by the stationary housing. The motor actuates the sun gear of the first stage of the planetary gear. Speed and position control is achieved using a hollow shaft resolver fitted to the motor shaft. The type rim is attached via the planet wheels of the second stage and connected via bearings to the housing which also encloses it. Lager Bearings Hohlwellenmotor 24V xx Hollowshaft motor 24V xx Dichtung Sealing Motorlager Motor bearings Hohwellen-Resolver Hollow shaft resolver Harmonic Drive® Planeten Getriebe i=15; Tmax = 300 Nm Harmonic Drive® Planetary Gear R = 15; Tmax = 300 Nm Bremse Brake Bremsenentriegelung (mechanisch) Brake lift off (mechanical) Dichtung Sealing Radantrieb auf Basis eines Harmonic Drive® Planetengetriebe und Motors Wheel drive based on a Harmonic Drive® planetary gear and motor 13 Fingermodul Die technische Nachbildung der komplexen Griffmöglichkeiten einer menschlichen Hand gilt als klassische Herausforderung in der Handhabungstechnik. Ein Fokus liegt dabei auf der Gestaltung der Finger. Während sich beim menschlichen Fingergelenk der „Motor“ gar nicht im Finger selbst, sondern im Unterarm befindet, ist bei der technischen Nachbildung der Modulansatz häufig von Vorteil. Dabei sind Motor, Messsystem und Kraftübertragungselemente direkt im Finger platziert. Das gezeigte Fingermodul nutzt pro Gelenk ein Wellgetriebe der Harmonic Drive AG der Baugröße 5 mit nachgeschalteter Kegelradstufe. Die auf höchste Dynamik optimierte Konstruktion kann so einen Durchmesser von 22 mm realisieren. Finger module The technical reproduction of the complex gripping capabilities of a human hand is a traditional challenge in handling technology. The focus lies on the design of the fingers. While in the human finger joint, the "motor" is not even in the finger itself but in the lower arm, in technical reproduction the modular approach is often advantageous. The motor, measurement system and force transfer elements are positioned directly in the finger. The finger module shown uses a size 5 gear from Harmonic Drive AG for each joint with a bevel gear at the output. The design is optimised for the maximum possible dynamic response and has an outside diameter of only 22 mm. Proximales Gelenk Proximal joint Motor und Encoder Motor and encoder Kegelradstufe Bevel gear Distales Gelenk Distal joint Harmonic Drive® Getriebebox Harmonic Drive® gear box Bewegliche Fingermodule mit Servomotoren der Harmonic Drive AG Movable finger modules based on servo actuators of Harmonic Drive AG 14 Rehabilitation Rehabilitation Der Armeo®Power von der Hocoma AG ist ein mit Getrieben der Harmonic Drive AG angetriebenes Therapiegerät, welches eine frühe Rehabilitation der motorischen Fähigkeiten ermöglicht. Das roboterhafte Exoskelett ermöglicht das Training in einem großen dreidimensionalen Arbeitsbereich. Als Teil des wirksamen und anpassbaren Therapiekonzepts wurde der ArmeoPower für Personen entwickelt, welche an den Folgen eines Schlaganfalls, Schädel-Hirn-Traumas oder anderer neurologischer Krankheiten und Verletzungen leiden. Eine große Anzahl an spielerischen Augmented-Feedback-Übungen wurde entwickelt, um Aktivitäten des täglichen Lebens zu üben. Sofortiges Leistungsfeedback hilft Patienten, ihre motorischen Fähigkeiten dabei zu verbessern. The Armeo®Power by Hocoma AG is a treatment device powered with the gears by Harmonic Drive AG, which allows early rehabilitation of the motor skills. The robot-like exo-skeleton allows training in a large three-dimensional work area. The ArmeoPower was developed for people who suffer from the effects of a stroke, brain trauma injury or other neurological diseases and injuries. A large number of learn-through-play feedback exercises was developed to perform activities from daily life. Immediate feedback on performance helps patients to improve their muscle functions. Harmonic Drive® Getriebeeinbausätze mit ihrem einzigartigen Funktionsprinzip und der konstruktiven Vielfalt haben sich in vielen Maschinen als idealer Antrieb bewährt. Die kompakte Bauweise der Einbausätze ermöglicht eine platzund gewichtsparende Einbindung. Durch die Optimierung der Flexspline und Circular Spline Verzahnung sowie des Wave Generator Kugellagers, sind die Getriebe der Baureihe CobaltLine-2A bei deutlich erhöhter Lebensdauer wesentlich stärker belastbar. Harmonic Drive® component sets have proven to be an ideal drive components for many machines due to their unique principle of operation and product variety. The compact design of the gear component sets allows their integration in applications where a small design envelope and light weight are required. Optimisation of the Flexspline and Circular Spline teeth as well as the Wave Generator form are the basis for a significant increase in torque capacity and rated operating life of the CobaltLine-2A series. (© Hocoma AG, www.hocoma.com) CobaltLine - 2A Baugröße Size Max. Drehmoment Max. torque Nm 36 Untersetzung Ratio 14 Außendurchmesser Outer diameter mm 50 17 60 70 50-120 20 70 120 50-160 25 85 229 50-160 32 110 484 50-160 40 135 841 50-160 50-100 CobaltLine-2A CobaltLine-2A Armeo®Power der Firma Hocoma Armeo®Power of company Hocoma 15 Chirurgie Surgical Die AKTORmed GmbH solo surgery entwickelt und produziert mechatronische Assistenzsysteme für die minimal-invasive Chirurgie. Der hier gezeigte SOLOASSIST® stellt eine aktive Kameraführung dar, die dem Chirurgen ein stabiles und zitterfreies OP-Sichtfeld ermöglicht. Der Kameraarm wird über einen Joystick gesteuert. Der große Bewegungsraum erlaubt einen Rundumblick, wodurch der Bauchraum vollständig endoskopisch dargestellt werden kann. Der SOLOASSIST® ist ein weiterer Schritt in die Zukunft des Operationssaales. AKTORmed GmbH solo surgery develops and produces mechatronic assistance systems for minimally invasive surgery. The SOLOASSIST® shown here is an active camera model which allows the surgeon a stable and shake-free view of the operation. The camera area is controlled via a joystick. The large scope of movement allows a panoramic view, so that the abdomen may be completely viewed by the endoscope. The SOLOASSIST® is another step into the future of the operating room. Gerade in Anwendungen, wo die Zuverlässigkeit und Präzision lebenswichtig ist, machen Harmonic Drive® Produkte den Unterschied. Die Harmonic Drive® Units der Baureihe CobaltLine, in Kombination mit einem voll integrierten, vorgespannten und sehr kippsteifen Abtriebslager, ermöglichen die Aufnahme hoher Kräfte und Kippmomente. Somit können sehr kompakte und kostengünstige Konstruktionen realisiert werden. Die CobaltLine-CP Units sind in den drei Ausführungen CobaltLine-CPM (Motoradaption), CobaltLine-CPH (Hollow shaft input), CobaltLine-CPS (Shaft input), lieferbar. Harmonic Drive® products make the difference particularly in applications where reliability and precision are crucial. The Harmonic Drive® units of the CobaltLine series, in combination with a fully integrated and pre-loaded high capacity output bearing make it possible to handle large external forces and high tilting moments. Thus, a very compact and affordable design can be achieved. The CobaltLine-CP units are available in three models: CobaltLine-CPM (motor adaptation), CobaltLine-CPH (hollow shaft input) and CobaltLine-CPS (shaft input). Baugröße Size 14 17 20 25 32 40 CobaltLine - CPH/CPM/CPS Außendurchmesser Max. Drehmoment Outer diameter Max. torque mm Nm 78 36 88 70 98 120 116 229 148 484 180 841 Untersetzung Ratio 50-100 50-120 50-160 50-160 50-160 50-160 CobaltLine-CPM CobaltLine-CPM CobaltLine-CPH CobaltLine-CPH CobaltLine-CPS CobaltLine-CPS 16 SOLOSASSIST® der Firma AKTORmed GmbH SOLOSASSIST® of company AKTORmed GmbH Mobile Roboter Mobile Robot Das unbemannte mobile Robotersystem der Northrop Grumman Corporation arbeitet in einer Umgebung, wo Fehler den Verlust von Menschen und Material bedeuten können. Das CUTLASS System bietet hierbei die neuste Technologie in Form eines modularen Systems. Diese außergewöhnlich vielseitige Konstruktion ermöglicht die Adaption von unterschiedlichen Zuladungen wie Sensoren und Werkzeugen. Der Greifarm hat neun Freiheitsgrade für einen optimalen Arbeitsbereich in beengten Einsatzorten wie z.B. Fahrzeugen und ist mit der neuesten Greifertechnologie ausgestattet. Die Fahrgeschwindigkeiten variieren hierbei von Schleichfahrt bis zu Eilfahrt zum schnellen Erreichen des Einsatzortes. Die sechsrädrige Konstruktion bietet in allen Umgebungsund Klimabereichen optimale Mobilität. Northrop Grumman’s Unmanned Ground Vehicles (UGVs) operates in a world where failure is expensive in terms of human life and property. The CUTLASS system offers the latest technology with a modular design. Its highly versatile design means that it is capable of accommodating a wide range of payloads, sensors and tools. The manipulator arm is equipped with a state-of-the-art gripper and has nine degrees of freedom for greater movement and agility inside limited spaces, such as the interior of a car. The robot is able to creep along at very slow speeds and may accelerate to high speeds to enable rapid travel. The six-wheeled design offers mobility on all types of hard and soft terrain and in all weather conditions. In den Radantrieben solcher mobilen Arbeitsplattformen kommen die Vorzüge der neuen Harmonic Drive® Planetengetriebe der Baureihe TritonLine optimal zur Geltung. Die TritonLine Planetengetriebe sind Präzisionsplanetengetriebe mit integrierter Hohlwelle. Diese Getriebe werden eingesetzt, wenn Genauigkeit und hohes Drehmoment bei großen Drehzahlen gefordert ist. Die optimierte Getriebeverzahnung bietet hierbei höchste Drehmomente auf kleinstem Bauraum. In the wheel drive of such mobile platforms, the advantages of the new Harmonic Drive® planetary gears of the TritonLine series are a perfect fit. The TritonLine planetary gears are precision planetary gears with an integrated hollow shaft. These drives are used if precision and high torque is required at higher speeds. Here the optimised gear toothing offers the highest torque in the smallest installation area. Antrieb Actuator Einheit Units Untersetzung Ratio Maximales Drehmoment Maximum output torque Maximale Drehzahl Maximum output speed Nenndrehmoment Rated torque Bemessungsdrehzahl Rated speed Hohlwellendurchmesser Hollow shaft diameter Spielklasse Backlash class Schutzart Protection class TritonLine-20A1) TritonLine-32A1) 5 ~ 20 5 ~ 20 Nm 145 420 min rpm 1200 ~ 300 1200 ~ 300 Nm 85 ~ 100 190 ~ 200 min-1 rpm 800 ~ 200 800 ~ 200 mm 18 32 -1 arcmin TritonLine TritonLine ≤ 3 Standard ≤ 1 Optional IP65 1) Vorläufige technische Daten Preliminary data CUTLASS Roboter des Unternehmens Northrop Grumman CUTLASS robot of company Northrop Grumman 17 Humanoide Humanoid Humanoid-Roboter REEM Der spanische Hersteller Pal Robotics setzt neue Standards bei humanoiden Robotern. Der von ihnen entwickelte REEM-B zeigt eindrucksvoll, wie „natürlich“ eine Maschine inzwischen erscheinen kann. Seine Bewegungen sind fließend und ruckfrei, was er, neben einer exzellenten Regelung, den Getrieben der Harmonic Drive AG in seinen Gelenken verdankt. Heute noch eine kleine Sensation werden Humanoide uns künftig häufiger im Alltag begegnen. Bester Gleichlauf, höchste Genauigkeit, maximale Torsionssteifigkeit auf kleinstem Bauraum und ein niedriges Gewicht gehören zu den elementaren Anforderungen an antriebstechnische Komponenten für Robotersysteme. REEM humanoid robots The Spanish manufacturer Pal Robotics creates new standards for humanoid robots. The REEM-B which they developed impressively shows how "natural" a machine can now be. Its motions are flowing and non-jerking, which is due to the joints supplied by Harmonic Drive AG in addition to the excellent control system implemented. Not yet a sensation, humanoids will come into contact with us more and more in our daily routines. The best control, the highest precision, maximum torsional rigidity in the smallest installation area and a low weight are part of the fundamental requirements made of drive components for robot systems. Deshalb kommen bei diesen Anwendungen die Harmonic Drive® Getriebeeinbausätze der superflachen Baureihe CSD zum Einsatz. Diese Einbausätze zeichnen sich hierbei durch eine im Vergleich zur aktuellen HFUC-Baureihe um fast 50 Prozent verringerte Baulänge aus und ermöglichen so die Konstruktion von extrem flach bauenden Präzisionsantrieben. Darüber hinaus ermöglicht die CSD-Baureihe auch eine Konstruktion mit einer Hohlwelle. All diese Produktmerkmale haben dazu geführt, dass sich auch Pal Robotics für die Getriebeeinbausätze der Harmonic Drive AG entschieden hat. That is why the Harmonic Drive® component sets of the super-flat CSD series are used with these applications. The key feature of the Harmonic Drive® CSD series component sets in comparison to the HFUC series is the reduction of axial length by nearly 50 %. This enables the design of particularly compact drives. In addition, the CSD series also allows a design with a hollow shaft. All of these product characteristics have resulted in the fact that Pal Robotics decided to use Harmonic Drive AG gears. CSD-2A Baugröße Size Max. Drehmoment Max. torque Nm 19 Untersetzung Ratio 14 Außendurchmesser Outer diameter mm 50 17 60 37 50-100 20 70 64 50-160 25 85 123 50-160 32 110 261 50-160 40 135 453 50-160 50 170 823 50-160 CSD-2A CSD-2A 18 50-100 Humanoid-Roboter des Herstellers REEM Humanoid-Roboter of company REEM Handhabung Handling Der Zwang zu höherer Produktivität durch Fertigung rund um die Uhr bei gleichbleibend hoher Qualität sind die entscheidenden Faktoren, die zu einer immer höheren Automatisierung geführt haben. Dabei stellt die Handhabung von Werkstücken, Vorrichtungen oder Werkzeugen der unterschiedlichsten Ausprägung eine besondere Herausforderung dar. Und auch dabei helfen Lösungen aus dem Hause Harmonic Drive®, ob nun eine präzise Schwenkachse benötigt wird, ein kompakter Radantrieb oder eine feingliedrige Roboterhand. The need to increase productivity through around the clock production without a decline in quality are the key factors that have led to an ever-increasing automation. The handling of work pieces, fixtures or tools of a variety of sizes is one particular challenge. Here as well, Harmonic Drive® provides solutions, no matter whether you require a precise swivel axis, a compact wheel drive or a slender robot hand. Drehteller als Peripherieachse Komplexe Bearbeitungsaufgaben durch unterschiedliche Maschinen erfordern häufig periphere Zusatzachsen. Untenstehendes Beispiel zeigt eine kundenspezifisch zugeschnittene Lösung aus einem Harmonic Drive® Einbausatz und einem HohlwellenServomotor. Die Besonderheit dieser Konstruktion besteht in der äußerst kippsteifen Lagerung des Tellers. Trotz des sehr kurzen und kompakten Aufbaus können so hohe Prozesskräfte aufgenommen werden. Rotary plate as a peripheral axis Complex processing tasks with different machines frequently require peripheral supplementary axes. The example below shows a customised, tailored solution consisting of a Harmonic Drive® component set and a hollow shaft servo motor. The unique aspect of this construction is the high capacity output bearing of the plate. Despite the very short and compact design, high process forces can be handled. Durch Nutzung der Hohlwelle kann eine mit dem Abtrieb verbundene Welle rückwärts durch den kompletten Antriebsstrang geführt und mit einem hochauflösenden Geber verbunden werden. So können bei höchsten Genauigkeitsanforderungen selbst kleinste lastbedingte Drehwinkelabweichungen erfasst und gegebenenfalls ausgeregelt werden. A shaft connected to the output can be guided back through the complete drive train and connected to a high resolution encoder by using the hollow shaft. This means that high precision requirements, even with the smallest load related rotation angle deviations, are recorded and adjusted if necessary. Abtriebslager Output bearing Absolut Encoder Absolute encoder Teller Plate Messwelle Measurement shaft Harmonic Drive® Hohlwellenantrieb Harmonic Drive® hollow shaft actuator Peripherieachse auf Basis eines Harmonic Drive® Servoantriebs Periphery axis based on a Harmonic Drive® servo actuator 19 Handhabung Handling Handling von Ampullen Glasampullen sind nach wie vor ein wichtiges Behältnis in der Pharmaindustrie. Hier ist äußerste Sauberkeit und Keimfreiheit erforderlich. Ein gängiges Verfahren zur Sterilisierung ist die Behandlung mit Heißluft in Tunnelanlagen. Die Handhabung der zerbrechlichen Ampullen erfordert hochpräzise und schwingungsfreie Antriebe. Servoantriebe der Harmonic Drive AG erfüllen diese Voraussetzungen in bester Weise. Durch Nutzung der Hohlwelle der Aktuatoren wird eine sehr vorteilhafte Kabelführung durch die serielle Kinematik möglich, die vollständig im Inneren des Gehäuses verläuft. Handling of ampoules Glass ampoules continue to be an important container for the pharmaceutical industry. In this case the most extreme cleanliness and germ-free levels are required. A conventional method for sterilisation uses hot air in tunnel systems. Handling of fragile ampoules requires high precision and vibration free drives. Servo actuators from Harmonic Drive AG meet these requirements fully. By using the hollow shaft of the actuator, a very advantageous cable routing through the unit is possible that is completely inside the case. Harmonic Drive®Hohlwellenantrieb Harmonic Drive® hollow shaft actuator Kabeldurchführung Cable routing Harmonic Drive® Servoantriebe Harmonic Drive® Servo actuators Ampullenhandling auf Basis Harmonic Drive® Servomotoren Ampoule handling based on Harmonic Drive® servo actuators 20 Tablettenpresse Die heutigen Maschinen fertigen pro Stunde mehr als eine Millionen Tabletten mit modernster Servo-Antriebstechnik. So wird beispielsweise ein Takttisch zur Herstellung von Tabletten durch einen Direktantrieb der Reihe TorkDrive positioniert. Dieser erfüllt perfekt die Forderungen nach kurzen Taktzeiten und hoher Positioniergenauigkeit. Eine besondere Herausforderung ist hierbei u.a. das Dichtungskonzept, denn das Eindringen von Stäuben muss sicher vermieden werden. Die hohen Anforderungen hinsichtlich Reinigbarkeit bestimmten auch Material und Oberflächenbeschaffenheit. Die Antriebe werden hierfür von uns aus Edelstahl hergestellt und elektropoliert. Magnete (Rotor) Magnet (rotor) Tablet press Today's machines produce more than a million tablets per hour and cutting edge servo actuator technology is required. Here an index table for the production of the tablets is positioned using a direct drive from our TorkDrive series. This perfectly meets the requirements for short cycle times and high positioning accuracy. The special challenge, among other things, is the sealing concept because thepenetration of dust must be safely prevented. The high demands in terms of cleanliness were also fulfilled by the selected materials and surface finishes. For this reasor, the drives are manufactured in stainless steel and electro-polished. Rotor mit Hohlwelle Rotor with Hollow shaft Motorlager Motor bearing Stator Stator Absolut Encoder Absolute encoder Tablettenpresse auf Basis eines HarmonicDrive® Direktantrieb Tablet press based on a HarmonicDrive® direct drive 21 Komplette Systeme Special Actuators Die Dextrous Hand SDH von SCHUNK verfügt über drei identische, zweigliedrige Finger. Die Gelenkmodule können Drehmomente von bis zu 2,1 Nm für das proximale bzw. 1,4 Nm für das distale Gelenk erzeugen, was nahezu den Werten der menschlichen Hand entspricht. Die Hand kann mittels sechs taktiler Sensorfelder unterschiedlichste Objekte identifizieren, und diese sicher und feinfühlig greifen. Die Harmonic Drive AG liefert die Fingermodule mit beigestellten Motoren, komplett montiert und getestet. The Dextrous Hand SDH by SCHUNK has three identical, dual-joint fingers. The joint modules can create torques up to 2.1 Nm for the proximal or 1.4 Nm for the distal joint, which virtually corresponds to the value of the human hand. The hand can identify the widest range of objects using six tactile sensor fields and grip them securely and sensitively. Harmonic Drive AG provides the finger modules with supplied motors, completely installed and tested. Systeme aus dem Hause Harmonic Drive AG Die Harmonic Drive AG bietet ihren Kunden die Entwicklung, Qualifizierung und Fertigung von kompletten Systemen an. Ausgehend von antriebstechnischen Grundkomponenten, wie Getrieben oder Servoantrieben, werden durch Integration von mechanischen Trag- und Funktionsstrukturen, Sensoren, Servoreglern oder Steuerungskomponenten spezifische Subsysteme entwickelt oder Komplettlösungen erarbeitet. Die besondere Stärke liegt dabei in der Kombination des anwendungsspezifischen Wissens unserer Kunden mit der antriebstechnischen Expertise und den Erfahrungen unserer Mitarbeiter. Systems from Harmonic Drive AG Harmonic Drive AG offers its customers the development, qualification and manufacturing of complete systems. Based on standard drive components, such as gears or servo actuators, specific sub-systems can be developed or complete solutions can be created through the integration of mechanical and functional structures, servo controllers and control components. Our particular strength lies in the combination of application-specific knowledge from our customers combined with the technical expertise and experience of our employees. 22 Dextrous Hand SDH von der Firma Schunk Dextrous Hand SHD of company Schunk Beispiele kundenspezifischer Antriebe Examples of custom specific actuators Linearachsen Linear Axis Die Firma ENGEL ist seit mehr als 30 Jahren mit eigenen Automatisierungsanlagen sehr erfolgreich im Markt positioniert. Der ENGEL viper Linearroboter vereint hierbei Stabilität und Dynamik. Dank der innovativen Konstruktion spart er beim Eigengewicht und punktet mit einem höherem Traglastvermögen als vergleichbare Handlinggeräte von bis zu 120 kg. Dank cleverer Software wie vibration-control oder mass-identification, reduziert er automatisch Eigenschwingen auch bei langen Achsmaßen und optimiert seine Bewegungen und Dynamikwerte im Zeichen der Effizienz. ENGEL has more than 30 years experience with the development of their own automation systems that are very successfully positioned in the market. Here the ENGEL viper linear robots combines high stability and dynamics. Due to the innovative design, the system weighs less than and scores points with a load capacity of up to 120 kg. Other features include automatic vibration reduction, even with long travel dimensions, and the optimisation of movement to increase efficiency. This is achieved using advanced software features such as vibration control or load identification. Anspruchsvolle Linearkinematiken mit hohen Taktzyklen und begrenztem Bauraum sind der Einsatzbereich unserer kompakten Servoantriebe der Baureihe LynxDrive. Basierend auf den bewährten Harmonic Drive® Einbausätzen mit integrierter Abtriebslagerung, in Verbindung mit einem hochdynamischen Harmonic Drive® Servomotor, bieten die kompakten LynxDrive Servoantriebe ein Höchstmaß an Präzision und Dynamik. Die Verfügbarkeit aller gängigen Gebersysteme sowie die Verwendung einer eigens entwickelten, hochkompakten konzentrierten Wicklung erfüllen den Marktanspruch in Hinblick auf höchste Flexibilität und einsetzbare Steuerung. Demanding linear kinematics with high cycle times in a limited space envelope is the application area of our compact servo actuators of the LynxDrive series. Based on the proven Harmonic Drive® component set with an integrated output bearing and in conjunction with a highly dynamic Harmonic Drive® servo motor, the LynxDrive servo drives offer the highest degree of precision and performance. All conventional encoder systems are available and the use of a highly compact, concentrated winding developed in house meets the market demand for maximum flexibility and control. LynxDrive Baugröße Size 20 Untersetzung Ratio 30 ~ 160 Maximales Drehmoment Maximale Drehzahl Außendurchmesser Min. Baulänge Maximum output torque Maximum output speed Outer diameter Minimum length Nm min-1 / rpm mm mm 27 ~ 92 41 ~ 217 93 128 32 30 ~ 160 100 ~ 372 30 ~ 160 138 159 40 50 ~ 160 402 ~ 647 25 ~ 80 160 168 LynxDrive Servoantrieb LynxDrive Servo Actuator Linearroboter der Firma ENGEL Austria GmbH Linear robot of company ENGEL Austria GmbH 23 Montagehilfsanwendungen Assembly Systems Der zweiarmige pi4_workerbot der pi4_robotics GmbH kann auf seiner mobilen Plattform zu verschiedenen manuellen Montagearbeitsplätzen gefahren werden. So lässt er sich an jedem modernen Stehsitzarbeitsplatz der industriellen Fertigung einsetzen. Seine Arme haben sieben Gelenke und eine überbestimmte redundante Kinematik. Die Redundanz bietet die Vorteile, die beim Umgehen von Hindernissen oder für die Vermeidung von Armkollisionen relevant sind. Das ist nötig, da der Workerbot aus Effizienzgründen zweihändig arbeitet. The two-armed pi4_workerbot from pi4_robotics GmbH can be moved on its mobile platform to various manual assembly workstations. It can be used at any modern industrial production workstation. The arms have seven joints and have over determined (redundant) kinematics. The redundancy allows obstacles or arm collisions to be avoided. This is also necessary because the workerbot is working with two hands to achieve maximum efficiency. Genauigkeit, Produktivität und Verfügbarkeit sind wesentliche Anforderungen an solche Assistenzsysteme und deren Antriebskomponenten. Präzisionsantriebe wie der FHA-C mini und der CobraDrive der Harmonic Drive AG müssen daher heute ein vielseitiges Anforderungsprofil erfüllen. Die FHA-C mini Hohlwellenservoantriebe bestehen aus einem hochpräzisen Wellgetriebe, einem kippsteifen Abtriebslager, einem ringförmigen AC-Servomotor mit Einzelpolwicklung und einem optischen TTL Encoder für die Drehzahl- und Lageregelung. Die zentrale Hohlwelle als charakteristisches Merkmal ist zur Durchführung von elektrischen Kabeln, Wellen oder Versorgungsleitungen nutzbar. Zu den typischen Anwendungen für diese Mini-Servoantriebe zählen Schulter- und Ellbogengelenkantriebe in Assistenzsystemen. Precision, productivity and availability are major requirements for such assistance systems and their drive components. Precise actuators such as the FHA-C mini and the CobraDrive from Harmonic Drive AG therefore must meet a diverse requirement profile. The FHA-C mini hollow shaft servo actuators consist of a highly precise strain wave gear, a high capacity output bearing, a ring-shaped AC servo motor with a concentrated winding and an optical TTL encoder for speed and position control. The central hollow shaft is a characteristic feature and can be used for electrical cables, shafts or supply lines. The typical applications for these mini servo actuators include shoulder and elbow joint drives for assistance systems. Die neuen CobraDrive Antriebe sind die Fusion aus hochkompakten FHA-C mini Hohlwellenservoantrieben und Servoregler mit CAN Bus oder Profibus DP Feldbusschnittstelle für einfachste Integration als dezentraler Antrieb in ein entsprechendes Anlagenkonzept. The new CobraDrive drive is the combination of a highly compact FHA-C mini hollow shaft servo drive with a precision servo controller. Communication is with an integrated CAN Bus or Profibus DP field bus interface for the easiest integration as a decentralised drive into the machine concept. FHA-C mini/CobraDrive Baugröße Size Unter-setzung Maximales Drehmoment Maximale Drehzahl Ratio Maximum output torque Maximum output speed Hohlwellendurchmesser Hollow shaft diameter Nm min-1 / rpm mm 8 30 ~ 100 1,8 ~ 4,8 60 ~ 200 6,2 11 30 ~ 100 4,5 ~ 11 60 ~ 200 8 14 30 ~ 100 9 ~ 28 60 ~ 200 13,5 CobraDrive Feldbus Field bus CAN Bus oder Profibus DP CAN Bus or Profibus DP CobraDrive/CobraDrive FHA-C mini/FHA-C mini 24 Pi4_workerbot der Firma pi4_robotics GmbH Pi4_workerbot of company pi4_robotics GmbH Spezialkinematiken Special Kinematics Der Robomaster ist ein 4- Achs Roboter zum Bestücken und Vereinzeln von Gegenständen. Seine weltweit einzigartige Geometrie macht ihn zum idealen System für komplexe und schnelle Bewegungen. Diese von der Marchesini Group entwickelte, hochmoderne Konstruktion bestückt Tiefziehverpackungsmaschinen und Kartonierer mit Spritzen und Ampullen. Es erfüllt die besonderen Anforderungen der Verpackungsbranche und eignet sich besonders für die Handhabung leicht zerbrechlicher Produkte wie Glasbehälter, Flaschen, Ampullen und Karpulen in unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen einschließlich Reinraumbedingungen. Die Performance erreicht 80 Pick & Place Zyklen pro Minute bei einem Arbeitshub von über 500 mm und entsprechend feinfühliger Handhabung. The Robomaster is a 4-axis robot for separation and loading of objects. Its unique geometry makes it an ideal system for complex and fast movements. The ultra-modern design developed by the Marchesini Group is designed to fill thermoform packaging and cartoning with syringes and vials. The system, fully developed and patented by the Marchesini Group R&D department, meets the requirements for packing delicate and fragile products such as glass containers, ampoules, vials, and carpules in various environments such as sterile rooms. It is capable of perform up to 80 pick and place cycles per minute, with a maximum range of over 500 mm and always with an extremely delicate touch. In solchen hochdynamischen Anwendungen, die sich mit der Handhabung unter Reinraumbedingungen befassen, sind die hochintegrierbaren Harmonic Drive® Units die erste Wahl. Die hier Verwendung findende CPU-H besteht aus Getriebeeinbausätzen mit integriertem Abtriebslager. Dieses vorgespannte, sehr kippsteife Abtriebslager ermöglicht die Aufnahme hoher Kräfte und Kippmomente. Die Baureihe CPU-H verfügt dabei über eine große zentrale Hohlwelle durch die Kabel, Wellen, Laserstrahlen usw. auf einfache Weise durch geführt werden und somit im Inneren der Anwendung integriert sind. In such highly dynamic applications which have to deal with the handling under cleanroom conditions, the highly-integrated Harmonic Drive® units are the first choice. The CPU-H used here consists of a component set with integrated output bearing. This preloaded, stiff output bearing can handle high forces and tilting moments. The series CPU-H used here has a large central hollow shaft that can be used for cables, shafts and laser beams, etc. This allows the simple integration of the unit into the application. CPU-H Baugröße Size 14 17 20 25 32 40 45 50 58 Außendurchmesser Outer diameter mm 78 88 98 116 148 180 206 222 255 Max. Drehmoment Max. torque Nm 28 54 92 176 372 647 882 1180 1840 Untersetzung Ratio 30-100 30-120 30-160 30-160 30-160 50-160 50-160 50-160 50-160 CPU-H CPU-H Robomaster der Firma Marchesini Robomaster of company Marchesini 25 Referenzen References 26 27 +49 6431 5008-0 +49 6431 5008-119 [email protected] www.harmonicdrive.de Technische Änderungen vorbehalten. We reserve the right to make technical changes and modifications without prior notice. Harmonic Drive ist eine eingetragene Marke der Harmonic Drive AG. Harmonic Drive is a registered trademark of Harmonic Drive AG. Belgien Belgium www.harmonicdrive.be Brasilien Brazil www.treffer.com.br Bulgarien Bulgaria www.harmonicdrive.de Finnland Finland www.eie.fi Frankreich France www.harmonicdrive.fr Großbritannien UK www.harmonicdrive.co.uk Indien India www.system-controls.com Israel Israel www.harmonicdrive.co.il Italien Italy www.harmonicdrive.it Japan Japan www.hds.co.jp Niederlande Netherlands www.harmonicdrive.nl Norwegen Norway www.servokontroll.no Österreich Austria www.harmonicdrive.at Polen Poland www.harmonicdrive.de Russland Russia www.aviton.spb.ru Schweden Sweden www.eie.se Schweiz Switzerland www.assag.ch Slowakei Slovakia www.harmonicdrive.de Spanien Spain www.harmonicdrive.es Tschechien Czech Republic www.harmonicdrive.de Türkei Turkey www.egmltd.com Ukraine Ukraine www.harmonicdrive.de USA USA www.harmonicdrive.net 04/2012 1006652 Deutschland Germany Harmonic Drive AG Hoenbergstraße 14 65555 Limburg/Lahn