Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Kompaktní pohony s dutou hřídelí
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Výrobci strojů jsou na globálním trhu vystaveni neustále rostoucímu tlaku na vývoj ještě kompaktnějších a cenově dostupnějších strojů. Těmto náročným požadavkům čelí také výrobci pohonných systémů, protože významný podíl nákladů na stavbu strojů dnes připadá na oblast pohonné a řídicí techniky. Kromě toho pohony výrazně ovlivňují výkon strojů.

Zvláště pohony čtvrté a páté osy v obráběcích hlavách obráběcích strojů předpokládají robustní provedení s dutou hřídelí s vysokým stupněm krytí a přesným absolutním polohováním. Kompaktní konstrukce s tuhým a letmým uložením jsou vedle frézovacích hlav zapotřebí též u zařízení na řezání vodním paprskem nebo laserem či u přímého uchycení nástrojů a dalších.

Těmto neustále rostoucím požadavkům na výkon a kompaktnost vychází vstříc společnost Harmonic Drive AG svými novými pohony s dutou hřídelí řady Canis Drive, které se vyznačují vysokou výkonovou hustotou a robustností. Tato vývojová řada pokrývá spektrum krouticího momentu 23 až 841 Nm. Dále se vyznačuje dutou hřídelí s velkým průměrem průchozího otvoru, stupněm krytí IP65, kompaktním designem, kompatibilitou s na trhu běžnými servoregulátory a volitelnou přídržnou brzdou.

Pohony s dutou hřídelí nové generace

Nízká hmotnost, malý objem a zároveň vysoká výkonnost v jednom výrobku. To byly požadavky na vývoj pohonů s dutou hřídelí vývojové řady Canis Drive. Tato řada navazuje na úspěšné servopohony řady CHA, ovšem ve srovnání s ní se podařilo posílit významné parametry při zachování stejných rozměrů. Patří k nim nárůst maximálního točivého momentu o 30 %, zvýšení životnosti převodovky o 40 % či zvýšení přídržného momentu.
 

Pohony s dutou hřídelí řady Canis Drive se vyznačují vysokou výkonovou hustotou a robustností.

Pohony Canis Drive navíc díky svému variabilnímu rozhraní poskytují široké možnosti při volbě systémů zpětné vazby motoru. Lze s nimi bez problémů kombinovat resolver, inkrementální enkodér TTL, absolutní víceotáčkový enkodér s rozhraním SSI, absolutní jedno- a víceotáčkový enkodér s EnDat a absolutní enkodér s Hiperface. V přípravě se nachází rovněž provedení se systémy zpětné vazby motoru Hiperface DSL.

Pohony s dutou hřídelí vývojové řady Canis Drive oproti svým předchůdcům dosahují o 30 % vyššího maximálního točivého momentu, vyšší životnosti převodovky o 40 % i vyššího přídržného momentu.

Nová generace Canis Drive přináší uživatelům zvýšení efektivity a výkonnosti strojů při zachování prostorových nároků a zvýšení odolnosti proti korozi.


Pohony čtvrté a páté osy v obráběcích hlavách obráběcích strojů předpokládají robustní provedení s dutou hřídelí s vysokým stupněm krytí a přesným absolutním polohováním. Těmto neustále rostoucím požadavkům na výkon a kompaktnost vychází vstříc společnost Harmonic Drive svými novými pohony s dutou hřídelí řady Canis Drive.
 

Způsob činnosti, mazivo, ložiska pohonu

Převodovka Cobalt Line integrovaná do Canis Drive se skládá pouze ze tří prvků: válcového vnějšího kroužku s vnitřním ozubením (Circular Spline), z elipticky deformovaného pružného středního členu s vnějším ozubením (Flexspline) a eliptického středového náboje (Wave Generator). Hnacím prvkem je Wave Generator, který pružně deformuje Flexspline, jehož ozubení zabírá v okolí hlavní osy elipsy s ozubením Circular Spline, čímž dochází k přenosu otáčivého pohybu a krouticího momentu. Flexspline má o dva zuby méně než Circular Spline, čímž je po jednom otočení Wave Generatoru vykonán relativní pohyb mezi Flexspline a Circular Spline odpovídající pootočení o dva zuby. Tento princip umožní vysoké převodové poměry od 30:1 až do 460:1 v rámci pouhého jednoho stupně, přesnost polohování nižší než jednu úhlovou minutu a opakovatelnost pouhých několik úhlových sekund. Převodovka se navíc vyznačuje nulovou geometrickou vůlí po celou dobu životnosti a vysokou torzní tuhostí.

Vhodně řešené mazání všech třecích kontaktů převodovky zajišťuje udržení nulové vůle a vysoké přesnosti přenosu po celou dobu životnosti, a to v každé poloze. Oblast použití servopohonu je významně determinována teplotním rozsahem maziva. Požadavky na činnost v extrémních teplotách lze však splnit pouze pomocí speciálního maziva.

S ohledem na neustálé zkvalitňování výrobků a v reakci na současné požadavky trhu bylo proto vyvinuto speciální mazivo Harmonic Drive Flexolub-A1. Díky tomuto mazivu byl oproti standardním mazivům podstatně rozšířen rozsah použití na dolní teplotu –40 °C a horní teplotu +90 °C. Mazivo se současně vyznačuje nižším třením a zvýšenou účinností při nízkých a středních teplotách, dobrou nezávadností vůči životnímu prostředí a vyšší životností.

V nových pohonech vývojové řady Canis Drive jsou na výstupech pohonů integrována nově vyvinutá, předepnutá přesná ložiska. Tato ložiska jsou provedena jako přírubová, takže vnější kroužek ložiska lze připevnit přímo ke skříni stroje. Zátěž lze přišroubovat na vnitřní kroužek ložiska bez nutnosti mezipříruby. To poskytuje výhodu, že do spoje nejsou vnášeny dodatečné nepřesnosti dané dalších kontaktních prvků.


Přehled systémů zpětné vazby motorů Canis Drive

Kompletní systém se servoregulátorem

Pro snadnou integraci do stroje lze použít pohony Canis Drive v kombinaci s novým kompaktním regulátorem Yukon Drive. Regulátor je optimalizován především pro použití v dolním a středním rozsahu výkonu a dobře se proto hodí pro vysoce dynamické pohyby. Lze jej optimálně vložit do systému uživatele nezávisle na konceptu řízení a poskytuje rozsáhlé možnosti řešení rozličných požadavků na pohyb. Generování pohybových profilů může probíhat v nadřazené řídicí jednotce nebo také přímo v regulátoru pohonu. Celkově jsou podporována všechna běžná sběrnicová rozhraní a systémy zpětné vazby motoru.

Rozšíření zpětné vazby motoru

Vývojová řada Canis Drive s integrovanou technologií Cobalt Line je základem pro vývoj dalších pohonů s dutou hřídelí, aby byly připraveny na budoucí požadavky trhu, např. z oblastí obráběcích strojů, manipulace, robotiky či lékařské techniky.

Společnost Harmonic Drive rozšiřuje své spektrum běžných systémů zpětné vazby motoru a dosahuje tím maximální kompatibility a snadné a efektivní integrace řady Canis Drive do systémů strojů. Kromě známých absolutních systémů zpětné vazby motoru SIE s rozhraním EnDat 2.2/01 jsou nyní k dispozici také plně digitální absolutní SZE Singleturn a absolutní MZE Multiturn se systémy zpětné vazby motoru EnDat 2.2/22 společnosti Heidenhain.

Nejnovějším členem rodiny systémů zpětné vazby motoru s absolutním odměřováním jsou systémy SIH, SHH, MIH a MHH, systémy s jednootáčkovým a víceotáčkovým odměřováním s rozhraním Hiperface. Varianta Multiturn s Hiperface je provedena mechanicky bezúdržbově. Odpadá výměna baterií nutná u elektricky řešených systémů.

U pohonu je možná též alternativa s přímým odměřováním výstupu.


V nových pohonech vývojové řady Canis Drive jsou na výstupech pohonů integrována nově vyvinutá, předepnutá přesná ložiska, která jsou provedena jako přírubová, takže vnější kroužek ložiska lze připevnit přímo ke skříni stroje.

Výhled do budoucna

V nejbližší době budou představeny vývojové novinky – konstrukční velikosti 50 a 58. Při jejich vývoji stála na začátku dutá hřídel jako ústřední charakteristika této vývojové řady Canis Drive. Pohony jsou založeny na nové technologii motorů a nových převodovkách umožňujících realizaci ještě větších průměrů dutých hřídelí a další zvýšení výkonových parametrů pohonů.

Informace o této novince budou publikovány v některém z dalších vydání.


Harmonic Drive

Ing. Jiří Lichtág, Ph.D.

Jiri.Lichtag@harmonicdrive.de

https://harmonicdrive.de/en/home/

Další články

Převody/pohony/ložiska/spojky
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: