Präzision und Leistungsstärke von Robotern

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