Прецизионный поворотный актуаторный узел с гармоническим приводом
Поворотный актуаторный узел представляет собой силовой модуль, специально разработанный для прецизионных станков, промышленной автоматизации и полупроводниковых применений. Обычно он объединяет безрамный моментный двигатель с внутренним ротором с такими компонентами, как редуктор и энкодер, образуя полноценный поворотный актуаторный узел. Блок управления (драйвер) обычно использует конфигурацию внешнего привода для обеспечения высокоточного управления движением подключенного оборудования.
Сервоприводной актуатор с гармоническим приводом обеспечивает гибкую совместимость по напряжению, поддерживая как высоковольтное питание AC220V, так и низковольтное питание DC48V. Он широко используется в областях, требующих высокой точности и компактной пространственной интеграции, таких как: поворотные столы прецизионных станков, высокоточные медицинские устройства, 5-осевые системы лазерной резки, оборудование для производства полупроводников.
В зависимости от различий в технической конструкции поворотные актуаторы подразделяются на два основных типа:
Стандартные поворотные актуаторы с гармонической передачей
Гармонический поворотный актуатор объединяет высокоточный гармонический редуктор, энкодер и безрамный моментный двигатель. Он совместим с распространенными внешними приводами, обеспечивая стабильную работу и долговременное сохранение точности. Благодаря характеристикам высокоточного гармонического редуктора HONPINE и жесткости двигателя достигается нулевой люфт. Опциональные функции включают многооборотный абсолютный энкодер и встроенный электромагнитный тормоз.Версия 220V широко используется в прецизионных станках с ЧПУ, оборудовании 3C, прецизионной лазерной обработке, инспекционном оборудовании, печатном оборудовании, медицинских устройствах, оборудовании для полировки стекла и других областях. Версия 48V широко используется в роботизированных манипуляторах, транспортных средствах AGV, мобильных камерных подвесах и аналогичных применениях.
Гармонические поворотные актуаторы с большим полым валом
Актуатор HONPINE с большим полым гармоническим приводомпредставляет собой модернизированную версию стандартного гармонического поворотного актуатора с увеличенным центральным отверстием, позволяющим пропускать больше кабелей, пневмотрубок и других линий. Основанный на высокомоментном безрамном моментном двигателе, он отличается исключительно низкими пульсациями крутящего момента, превосходной динамической реакцией, высоким крутящим моментом, высокой точностью и высокой жесткостью. Он обеспечивает степень защиты IP65, с возможностью индивидуальной настройки IP67 для специальных применений.
Он обычно используется в электронике и полупроводниковом оборудовании, прецизионных станках с ЧПУ, оборудовании 3C, оборудовании для прецизионной лазерной обработки, LED-оборудовании, инспекционных системах, медицинских устройствах, робототехнике и специализированных роботизированных манипуляторах, печатном оборудовании, цифровом печатном оборудовании, оборудовании для обработки стекла и прецизионных измерительных приборах.
Высокоточные поворотные актуаторы для ЧПУ-станков и полупроводникового оборудования
Поворотный актуатор HONPINE с безлюфтовым планетарным редукторомразработан для соответствия стандартам точности станочного класса. В стандартизированных условиях высокоуровневых испытаний его двунаправленная точность позиционирования и повторяемость позиционирования превосходят обычные планетарные зубчатые системы, циклоидальные редукторы и даже некоторые немецкие безлюфтовые редукторы.
Его точность позиционирования может достигать 5 угловых секунд, при чрезвычайно высокой крутильной жесткости. Он оснащен встроенным подшипником поворотного стола, что делает его подходящим для поворотных столов станков, наклонных головок, оборудования для производства панелей и измерительных систем, требующих высокой грузоподъемности, высокой точности и высокой жесткости. Он широко используется в промышленных роботах, пятиосевых станках, высокотехнологичном оборудовании и потребительской робототехнике.
Принцип работы поворотного актуатора Harmonic Drive
Гармонический поворотный актуатор представляет собой поворотный актуатор с AC-сервоприводом, который объединяет высокомоментный прецизионный гармонический редуктор, безрамный моментный двигатель, опциональный многооборотный абсолютный оптический энкодер с полым валом, электромагнитный тормоз и сервопривод в один компактный узел.
Что такое актуатор Harmonic Drive?
Актуатор с гармоническим приводом — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую для обеспечения вращательного движения механических деталей. Его ключевые технологии включают двигатель, гармонический редуктор и датчики. Как основной компонент поворотного актуатора, двигатель отвечает за преобразование электрической энергии в механическую для обеспечения вращения механических деталей; редуктор снижает скорость двигателя и увеличивает крутящий момент для соответствия требованиям различных сценариев применения; датчики контролируют положение и скорость актуатора для реализации замкнутого контура управления. Поворотные актуаторы широко используются в различных суставах и приводных компонентах человекоподобных роботов, таких как голова, шея, талия, руки и ноги. Благодаря использованию поворотных актуаторов человекоподобные роботы могут выполнять различные сложные движения, такие как ходьба, наклоны, захват и манипулирование. Кроме того, поворотные актуаторы также могут использоваться в другом автоматизированном оборудовании и интеллектуальных устройствах, таких как станки, автоматизированные производственные линии и дроны.
Преимущества сервоприводного актуатора с гармоническим приводом
Интегрированная конструкция
Объединяет высокомоментный прецизионный гармонический редуктор, безрамный моментный двигатель, многооборотный абсолютный энкодер (опционально с полой оптической конструкцией) и электромагнитный тормоз в компактный узел. По сравнению с традиционной схемой “гармонический привод + серводвигатель” гармонические поворотные актуаторы обладают явными преимуществами в компактности, эффективности сборки и общей надежности системы.
Удобство использования
Имеет опциональную конструкцию с полым валом для удобной прокладки кабелей, пневмолиний или лазерных лучей, повышая гибкость системной интеграции. Актуатор использует смазку с длительным сроком службы, что устраняет необходимость замены смазки или регулярного обслуживания во время эксплуатации и значительно снижает затраты на обслуживание.
Высокая производительность
Обеспечивает высокую жесткость при наклоне, высокий выходной крутящий момент и значительную грузоподъемность при плавной и стабильной работе. Каждый двигатель перед поставкой проходит индивидуальные испытания для обеспечения низкого уровня вибрации и шума. В сочетании с точностью гармонического редуктора и жесткостью двигателя достигается передача с действительно нулевым люфтом.
Низкие требования к обслуживанию
Разработан для простой установки и совместимости со стандартными сервоприводами, обеспечивая интеграцию по принципу plug-and-play. Он сохраняет точность позиционирования более 15,000 часов при номинальном крутящем моменте, обеспечивая длительную стабильную работу при минимизации обслуживания и простоев.
Применение поворотного актуатора с волновым редуктором Harmonic Drive
Поворотный актуатор Harmonic Drive объединяет высокоточный гармонический редуктор, энкодер и безрамный моментный двигатель. Совместимыйс распространенными внешними приводами, он обеспечивает стабильную работу и долговременную точность. Большой полыйвал упрощает прокладку кабелей. Модульная конструкция обеспечивает простое и недорогое обслуживание, даже после окончаниясрока службы редуктора. Степень защиты IP65 (IP67 опционально), полностью герметичное исполнение, простая установка и готовность к работе. Версия 220V подходит длястанков с ЧПУ, оборудования 3C, лазерной обработки и медицинских устройств, а модель 48V подходит для роботизированныхсуставов, AGV и PTZ-камер.
Поворотный актуатор с гармоническим AC-сервоприводом - FAQ
По сравнению с гармоническим DC-двигателем для суставов, поворотный актуатор с гармоническим AC-сервоприводом обладает более высокой повторяемостью и жесткостью, что делает его гармоническим актуатором промышленного класса.
Крутильная жесткость означает величину деформации на выходном валу под действием единичной нагрузки, отражая сопротивление привода деформации.
При сбалансированных условиях нагружения крутильная жесткость мало влияет на точность позиционирования. Однако при эксцентричных или несбалансированных нагрузках она оказывает значительное влияние.
Например, рассмотрим поворотный стол диаметром 170 mm, используемый в станке, установленный вертикально. Если приложить эксцентричную нагрузку 20 kg со смещением 100 mm от центра вращения, то при позиционировании на 90° эта нагрузка создаст крутящий момент на выходном валу:
20 × 9.8 × 0.1 ≈ 20 N·m
В поворотных столах и наклонных головках станков более высокая крутильная жесткость позволяет обрабатывать более твердые материалы и выполнять больший объем резания, значительно повышая производительность и эффективность многоосевых станков. Это критически важно для применения в станках.
Рейтинг крутильной жесткости (от низкой к высокой)
Harmonic < RV < SPINEA cycloidal = roller cam < Sumitomo cycloidal < PSC b
Основной принцип поворотного привода основан на технологии гармонического привода, которая передает движение за счет зацепления гибкого шлицевого венца и жесткого шлицевого венца.
Его конструкция обычно состоит из трех основных компонентов: волнового генератора, гибкого шлицевого венца и кругового шлицевого венца. Волновой генератор заставляет гибкий шлицевой венец упруго деформироваться, периодически входя в зацепление с круговым шлицевым венцом. Это преобразует высокоскоростной вход с низким крутящим моментом в низкоскоростной выход с высоким крутящим моментом.
Такая конструкция уменьшает механический люфт и повышает точность передачи. Кроме того, оптимизированные материалы и процессы термообработки продлевают срок службы ключевых компонентов.
В промышленной робототехнике поворотные приводы должны соответствовать требованиям высокой грузоподъёмности и высокой точности повторного позиционирования. Например, в шестикоординатных роботизированных манипуляторах их компактная конструкция экономит монтажное пространство, а низкофрикционная конструкция снижает энергопотребление и обеспечивает длительную непрерывную работу.
В оборудовании для прецизионной обработки точность передачи на уровне микрон помогает обеспечивать высокое качество поверхности обработанных заготовок.
Кроме того, некоторые модели оснащаются герметичными конструкциями для повышения устойчивости к пыли и воде, что делает их подходящими для сред со строгими требованиями к чистоте, таких как автомобилестроение и пищевая промышленность.
Гармонический поворотный привод — это высокоинтегрированный прецизионный узел управления движением, объединяющий волновой редуктор, бескорпусный моментный двигатель, абсолютный энкодер и опциональный электромагнитный тормоз в компактной сборке.
В отличие от традиционных сервосистем, которым требуются отдельные двигатели, редукторы и муфты, интегрированный гармонический привод обеспечивает комплексное решение для вращательного движения с высокой точностью позиционирования, нулевым люфтом и значительно упрощенной механической конструкцией.
HONPINE предлагает как стандартные гармонические поворотные приводы с волновой передачей, так и крупногабаритные полые гармонические поворотные приводы для требовательных применений в промышленной автоматизации.
Большой полый гармонический поворотный актуатор оснащен увеличенным сквозным отверстием, которое позволяет кабелям, пневматическим трубкам, оптоволоконным кабелям, лазерным лучам и другим коммуникациям проходить непосредственно через центр актуатора.
По сравнению с традиционными поворотными актуаторами со сплошным валом, большая полая конструкция обеспечивает несколько преимуществ:
Более чистая и упорядоченная прокладка кабелей
Сокращение монтажного пространства
Улучшенный внешний вид станка
Меньший изгиб и износ кабелей
Более низкий риск помех сигнала
Более простая интеграция в компактное оборудование
Эта конструкция особенно подходит для коллаборативных роботов, полупроводникового оборудования, систем лазерной обработки и прецизионной автоматизации.
Преимущества поворотных приводов в энергосбережении в основном обусловлены двумя аспектами:
Во-первых, повышенная эффективность передачи снижает потери энергии — например, за счет использования покрытий с низким коэффициентом трения или оптимизированных систем смазки для уменьшения механического трения.
Во-вторых, облегченная конструкция снижает общий вес, тем самым уменьшая требования к нагрузке на приводной двигатель.
Интегрированный гармонический привод HONPINE обычно включает:
Высокоточный гармонический редуктор
Бескорпусный моментный серводвигатель
Многооборотный абсолютный энкодер
Опциональный электромагнитный тормоз
Интегрированную подшипниковую систему
Компактный корпус и уплотнительную конструкцию
Такая интегрированная конструкция минимизирует ошибки сборки, одновременно повышая общую жесткость и надежность системы.
Гармонические приводы HONPINE обеспечивают несколько ключевых преимуществ:
Передача с нулевым люфтом
Высокая точность позиционирования
Конструкция с полым валом большого диаметра
Компактная интегрированная конструкция
Высокая крутильная жесткость
Работа без технического обслуживания
Стандартная степень защиты IP65 (IP67 опционально)
Простая установка
Длительный срок службы, превышающий 15,000 рабочих часов при номинальной нагрузке
Благодаря собственным алгоритмам оптимизации HONPINE также значительно повышает общую жесткость привода по сравнению с традиционными системами гармонического привода.
При номинальных условиях эксплуатации точность позиционирования поворотного актуатора с гармонической передачей HONPINE может сохраняться более 15,000 часов.
Актуатор имеет герметичную, не требующую обслуживания конструкцию, которая исключает необходимость периодической замены смазки, снижая общие затраты на техническое обслуживание на протяжении всего срока службы.
Поворотные приводы HONPINE Rotary Joint Actuators широко используются в отраслях, где требуются высокая точность, компактная установка и гибкая прокладка кабелей, включая:
Оборудование для полупроводникового производства
Системы перемещения пластин
Высокоточные поворотные столы с ЧПУ
Станки для лазерной резки и лазерной маркировки
Оборудование для сборки электроники
Медицинские устройства
Хирургические роботы
Коллаборативные роботы (коботы)
Шарниры промышленных роботов
Контрольно-измерительное оборудование
Печатное оборудование
Оборудование для обработки стекла
Автоматизированные производственные линии
Сервоповоротные приводы HONPINE поддерживают основные промышленные протоколы связи, включая:
EtherCAT
CANopen
Стандартные варианты энкодеров включают:
Многооборотный абсолютный энкодер
Протокол Tamagawa 23-bit
Протокол Nikon 24-bit
Эти варианты энкодеров обеспечивают высокоразрешающую обратную связь по положению и скорости для точного управления движением.
Гармонические поворотные приводы HONPINE имеют интегрированную конструкцию с фланцевым креплением для быстрой установки.
Для оптимальной производительности:
Обеспечьте правильное выравнивание вала
Соблюдайте рекомендуемые значения момента затяжки крепежа
По возможности прокладывайте кабели через полый вал
Используйте совместимые сервоприводы в соответствии со спецификациями двигателя
Интегрированная конструкция значительно сокращает время установки по сравнению с традиционными узлами двигатель-редуктор.
Нет.
Интегрированные гармонические актуаторы HONPINE рассчитаны на эксплуатацию без технического обслуживания.
При нормальных условиях эксплуатации пользователям не требуется:
Заменять смазку
Проводить периодическое внутреннее техническое обслуживание
Разбирать актуатор
Рекомендуется выполнять плановый осмотр для контроля вибрации, рабочей температуры и аномального шума в целях профилактического обслуживания.
Стандартные условия эксплуатации включают:
Рабочая температура: 0–40°C
Температура хранения: –20–60°C
Относительная влажность: 20–80% RH (без конденсации)
Виброустойчивость: 24.5 m/s² (10–400 Hz)
Степень защиты: стандарт IP65
Дополнительная степень защиты: IP67
Актуатор предназначен для использования в закрытых промышленных помещениях, где отсутствуют коррозионные газы, чрезмерная пыль, масляный туман и взрывоопасные атмосферы.
Да.
Как профессиональный производитель гармонических приводов, HONPINE предлагает широкие услуги по индивидуальной настройке, включая:
Индивидуальные размеры фланца
Конфигурации монтажных отверстий
Размеры полого вала
Варианты тормоза
Водонепроницаемую защиту IP67
Типы разъемов
Направления вывода кабеля
Модификации механического интерфейса
Наша инженерная команда тесно сотрудничает с клиентами для оптимизации интеграции привода в конкретные области применения.
Актуатор и серводрайв устанавливаются отдельно.
Серводрайвы следует подбирать в соответствии с характеристиками двигателя актуатора, включая:
Номинальное напряжение
Номинальный ток
Постоянная крутящего момента
Тип энкодера
Протокол связи
HONPINE предоставляет профессиональную поддержку по подбору серводрайвов для обеспечения оптимальной производительности системы.
HONPINE предоставляет исчерпывающие технические ресурсы для каждого волнового поворотного привода, включая:
Каталоги продукции
Руководства по подбору
Габаритные чертежи
3D CAD-модели
Электротехническую документацию
Данные о рабочих характеристиках
Технические консультации до и после покупки
Пожалуйста, свяжитесь с отделом продаж HONPINE, чтобы запросить полный пакет документации.
HONPINE использует высокоточные анализаторы мощности для точного измерения тока, крутящего момента, эффективности, и других ключевых параметров, автоматически создавая кривые данных и кривые крутящего момента-скорости (T-n).
Все данные о производительности подтверждаются испытаниями фактической выходной мощности, с поддержкой дополнительного оборудования для измерения точности и жесткости, обеспечивая надежные и достоверные спецификации.
HONPINE использует два комплексных испытательных стенда с диапазонами 0–100 N·m и 100–1000 N·m, охватывающими весь размерный ряд от 11 до 58.
Высокоточные анализаторы мощности точно измеряют ток, крутящий момент, КПД и другие параметры, автоматически формируя кривые производительности и кривые крутящий момент-скорость (T-n).
Это гарантирует, что все спецификации подтверждаются фактическими выходными характеристиками, а не теоретическими оценками. Дополнительное оборудование используется для испытаний точности и жесткости.
Гармонический поворотный актуатор оснащен 23-bit энкодером, совместимым с протоколом Tamagawa.
Двигатель разработан для работы с сервоприводом 48 V. Клиенты могут использовать собственные энкодеры, совместимые с Tamagawa, или HONPINE может предоставить внешний привод для дополнительного удобства.
Проще говоря, точность редуктора означает отклонение между фактическим выходным положением и теоретическим положением после передачи вращения двигателя через редуктор.
Например, если на вход двигателя подается 180°, а передаточное отношение составляет 10:1, то теоретический выход должен составлять 18°. Однако на практике редуктор редко останавливается точно на 18°. Если он останавливается на 18.02°, то разница в 0.02° является погрешностью позиционирования. Если перевести это в меньшую единицу, 0.02° равно 1.2 угловой минуты. Именно это мы называем погрешностью точности позиционирования редуктора.
Это связано с тем, что любая механическая передача включает зазоры, трение и упругую деформацию между компонентами. Это основные «виновники», вызывающие ошибки позиционирования.
Стоит отметить, что многие коробки передач на рынке, заявляющие о «нулевом люфте», часто вводят в заблуждение. «Нулевой люфт» не означает «нулевую ошибку позиционирования». Люфт — лишь один из факторов, влияющих на точность. Даже если люфт между зубьями шестерен устранён, такие компоненты, как подшипники и муфты, всё равно имеют зазоры, а добиться истинного нулевого люфта между шестернями крайне сложно.
Поэтому при покупке коробки передач важно уточнить её фактическую точность позиционирования.
Эксплуатационные параметры гармонических поворотных приводов HONPINE основаны на реальных данных испытаний, тогда как многие редукторы и приводы на рынке публикуют характеристики, которые часто отличаются от фактических показателей.
Отраслевые тенденции
0000-00
0000-00
0000-00
0000-00
0000-00












