Die BHA-Baureihe von Harmonic Drive wurde speziell für die Integration und den Einsatz in automatisierten Handhabungseinrichtungen entwickelt.

Bild: Harmonic Drive

Langlebige Präzision Servoantrieb für Handling und Automation

16.04.2020

Um die Effizienzsteigerung moderner Anlagen auch in Zukunft zu gewährleisten, ist die Digitalisierung von Handling und Automation unabdingbar. Die passenden Servoantriebe können hier durch Präzision und lange Lebensdauer für eine hohe Kosteneffizienz sorgen.

Dynamisch, präzise und zuverlässig – die Art und Weise, in der Handhabungseinrichtungen Produkte bewegen und den gesamten Materialfluss sicherstellen sollen, ist klar definiert. Die Leistung des Systems und insbesondere des Antriebs wird dabei allerdings nicht nur für einen kurzen Zeitraum beansprucht. Im Gegenteil – weil automatisierte Anlagen oft rund um die Uhr in Betrieb sind, stellen konstante Bewegungsabläufe mit hoher Wiederholgenauigkeit eine große Herausforderung dar.

Beispielhaft hierfür stehen robotergestützte Pick-and-Place-Anwendungen. Bei hoher Dynamik müssen sie das Material punktgenau platzieren und positionieren, eine lange Lebensdauer vorweisen und zur Kosteneffizienz beitragen.

Die BHA-Baureihe von Harmonic Drive wurde speziell für die Integration und den Einsatz in automatisierten Handhabungseinrichtungen entwickelt. Ihre Eigenschaften stimmen mit den erforderlichen Leistungsprofilen aus Intralogistik, Automation und Handling genau überein.

Möglich wird dies in erster Linie durch die eingehend aufeinander abgestimmten Komponenten: Servoantriebe der Baureihe BHA vereinen hochdynamische, kompakte Synchron-Servomotoren und spielfreie Getriebe mit Abtriebslager. Die Hohlwelle des Antriebs lässt darüber hinaus Raum zur Durchführung von Medien, wodurch Gewichtseinsparung und konstruktive Freiheiten bei der Integration ermöglicht werden. Dank des spielfreien Harmonic Drive Wellgetriebes und der einhergehenden Wartungsarmut ist eine hohe Lebensdauer gegeben, die sich insbesondere in automatisierten, auf Effizienz und Effektivität ausgerichteten Handhabungseinrichtungen auszeichnet.

Das ökonomische und auf Kosteneffizienz justierte Design der Servoantriebe der BHA-Baureihe sowie die optimierten Fertigungsmethoden bieten ein kostengünstiges und präzises Antriebssystem – auch für große Fertigungsvolumina und bei markt­üblichen Lieferzeiten. Bei der Wahl der Motorwicklung und des Motorfeedbacksystems als auch der Bremse, Anschlusskabel und Anschlussstecker sind zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten gegeben. Zudem liegt Kompatibilität zu nahezu allen Servoreglern des Marktes vor.

Synchron-Servomotoren

Die neuen kostenoptimierten Synchron-Servomotoren der BHA-Baureihe bilden die Grundlage des Antriebssystems und zeichnen sich durch ihre hohe Leistungsdichte aus. Diese wurde mithilfe eines optimierten Blechschnitts, eines ausgeklügelten Isolationssystems, eines hohen Kupfer-Nutfüllfaktors und schließlich durch orthozyklisches Wickeln maximiert.

Aufgrund ihrer teilautomatisierten Fertigung über eine Wickelmaschine sind die Servomotoren als Kernkomponente der BHA-Baureihe sowohl in großer Stückzahl als auch innerhalb kurzer Zeit verfügbar. Zudem ist das gesamte Motorendesign auf automatisierbare maschinelle Herstellungsverfahren ausgerichtet, um eine kostengünstige und schnelle Fertigung zu gewährleisten. Als Motorwicklung stehen für mobile Anwendungen eine Ausführung in 24/48 VDC und für stationäre Anwendungen eine Ausführung in 560 VDC zur Verfügung.

Elektronisches Typenschild

Als Motorfeedbacksystem stehen singleturn absolute als auch multiturn absolute Messsysteme zur Auswahl. Um eine möglichst umfassende Kompatibilität zu üblichen Servoregler-Herstellern zu bieten, setzt Harmonic Drive auf die bekannten Schnittstellen EnDat, Hiperface und BiSS-C.

Hierbei bietet das eigenentwickelte BiSS-C Motorfeedbacksystem im Vergleich zu anderen Motorfeedbacksystemen einen wesentlichen Kostenvorteil und gehört somit zur Basisausstattung des BHA. Das magnetische Wirkprinzip macht das neue Motorfeedbacksystem immun gegen Verschmutzung durch Schmierstoffe, Flüssigkeiten aller Art und nichtmetallische Partikel.

Besondere elektronische Maßnahmen gewährleisten eine Lebensdauer der zum Betrieb des multiturn Absolutwertes notwendigen Pufferbatterie von über 10 Jahren. Sollte die Batterielebensdauer in einzelnen Anwendungen doch überschritten werden, ist ein unkomplizierter Wechsel der Batterie durch das innovative Design der Batteriehalterung gesichert.

Weiterhin unterstützt das neue BiSS-C Motorfeedbacksystem den Einsatz eines elektronischen Antriebstypenschildes. Das Antriebstypenschild unterstützt die rasche Identifikation von Motoren im Netzwerkverbund und kennzeichnet diese zuverlässig. Ausgestattet mit mechanisch und elektronisch relevanten Daten wie unter anderem Seriennummer, Typ und Herstellerangaben, ist der gesamte Antriebsstrang vom Anwenderprogramm ausgehend eindeutig identifizierbar.

Integriertes Wellgetriebe

Der im BHA eingesetzte hochpräzise und spielfreie Getriebe-Einbausatz CSG-2A ist das zentrale Element und zugleich Basis aller Präzision. Das Getriebe besteht aus nur drei Präzisionsbauteilen: Circular Spline, Flexspline und Wave Generator. Der Circular Spline ist als starrer Ring mit Innenverzahnung ausgeführt. Seine Verzahnung weist zwei Zähne mehr als die des Flexsplines auf. Letzterer kennzeichnet sich als hochfestes, torsionssteifes, aber dennoch flexibles Bauteil mit Außenverzahnung, das hohe Lasten zuverlässig überträgt. Der ellipsenförmige Wave Generator stellt das Antriebselement des Getriebes dar und trägt ein speziell entwickeltes Kugellager.

Wesentliche Merkmale der BHA-Baureihe gehen auf das besondere Prinzip der elastischen Deformation der Wellgetriebezahnräder zurück. Neben der über die gesamte Lebensdauer hinweg bestehenden Spielfreiheit gewährt die einfache Getriebekonstruktion mit kippsteifem Abtriebslager, durch welches hohe Nutzlasten ohne weitere Abstützung angebracht werden können, in kompakten Anwendungen aus Automation und Handling kleine Abmessungen.

Geringes Gewicht sowie eine hohe Positioniergenauigkeit von weniger als einer Winkelminute schließen sich an. Da die Kraftübertragung über einen großen Zahneingriffsbereich erfolgt, können Harmonic Drive Getriebe wie das in der BHA-Baureihe integrierte CSG-2A höhere Drehmomente als konventionelle Getriebe übertragen.

Bildergalerie

  • Der Servoantrieb BHA für Automation und Handling ist zu nahezu allen Servoreglern des Marktes kompatibel.

    Bild: Harmonic Drive

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel