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