Solution d’actionneur de joint robotique à réducteur harmonique de haute précision pour coudes robotiques

L’articulation du coude robotique est une articulation de mouvement essentielle qui relie le bras supérieur à l’avant-bras. Elle est principalement responsable de la flexion et de l’extension du bras, de l’ajustement de la posture et des changements de position de l’effecteur terminal. Dans les robots humanoïdes, les robots collaboratifs et les bras robotisés, l’articulation du coude doit non seulement supporter le couple généré par les charges de l’avant-bras et de l’effecteur terminal, mais aussi assurer des mouvements rapides, stables et de haute précision dans un espace d’installation limité. Par conséquent, les dimensions structurelles, le couple de sortie, la précision de positionnement, la rigidité, le jeu et la réponse dynamique de l’articulation du coude influencent directement l’amplitude de mouvement, la précision de contrôle et la capacité opérationnelle du bras robotisé.

Un actionneur d’articulation robotique à réducteur harmonique intègre dans une unité compacte des composants clés tels qu’un réducteur harmonique de haute précision, un servomoteur, un encodeur haute résolution, un frein et un système de commande d’entraînement. Il offre un rapport de réduction élevé, une forte densité de couple et une structure compacte dans l’espace limité disponible au niveau d’un coude robotique, tout en assurant un faible jeu, une haute précision de positionnement, une grande rigidité et une excellente répétabilité.

Pour les robots humanoïdes, les robots collaboratifs et les bras robotisés de haute précision, cette conception intégrée permet de réduire la taille des articulations et la complexité de l’intégration du système, tout en simplifiant le cheminement des câbles et les raccordements mécaniques. Elle permet à l’articulation du coude de maintenir un mouvement stable, rapide et contrôlable lors de fréquentes opérations marche-arrêt, d’ajustements de posture et de mouvements de précision.

Cet article présente trois modèles HONPINE destinés aux applications d’articulation de coude robotique.

Série HPJM (40–52)

Le HPJM-RE40-52-PRO-XX est un module d’articulation intégré haute performance de la série PRO. Il se caractérise par un diamètre extérieur compact de 40 mm et un passage creux de 52 mm pour le cheminement des câbles. Le module est conçu pour les robots collaboratifs, les bras robotisés légers et les équipements d’automatisation de précision.

• Rapport de réduction : 51:101

• Couple nominal : 4 N·m à 2,000 RPM

• Couple maximal admissible : 5.5 N·m sous charge moyenne / 8.9 N·m en crête

• Couple d’impact : 8.3 N·m à 1/2 du couple nominal

• Performances de vitesse :

• Vitesse nominale : 80 RPM

• Vitesse de pointe : 118 RPM

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Série TCHL (11, 14)

Les modules d’articulation de la série TCHL couvrent une vaste plage de spécifications, des articulations miniatures de précision aux applications industrielles à charge élevée.

Le TCHL-11 (φ52) est le module d’articulation le plus petit et le plus léger de la série. Sans frein, il ne pèse que 0.37 kg, tout en fournissant un couple nominal de 3.6 N·m et un couple de pointe de 25 N·m avec un rapport de réduction de 100:1. Il dispose également d’un passage creux de 8 mm pour le cheminement des câbles, ce qui le rend adapté aux applications extrêmement légères telles que les mains agiles, les robots collaboratifs miniatures et les équipements médicaux et de recherche.

Le TCHL-32 (φ131) est une configuration robuste de la série. Avec un rapport de réduction de 101:1, il fournit jusqu’à 267 N·m de couple nominal et 799 N·m de couple de pointe. Il offre également un moment de renversement admissible de 210 N·m et un arbre creux de grand diamètre de 22 mm, ce qui le rend adapté comme entraînement central pour les bras robotisés industriels robustes et les grandes plateformes rotatives automatisées.

Bien que les deux modèles diffèrent considérablement en taille et en capacité de couple, ils reposent tous deux sur la même plateforme technologique d’articulation hautement intégrée. Ils sont équipés de doubles encodeurs 17 bits, prennent en charge la communication EtherCAT et CAN FD et offrent une protection IP54, avec IP65 disponible en option. La plage de température de fonctionnement est de -20°C à 50°C. Des capteurs de couple et des freins sont également disponibles selon les exigences de l’application.

Cette plateforme technologique intégrée permet de proposer des solutions d’entraînement d’articulation de haute précision et hautement intégrées pour différentes exigences de charge robotique.

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Série HAG / HAU (11, 14, 17)

La série de moteurs d’articulation harmonique HAG comprend trois tailles de châssis : HAG-11, HAG-14 et HAG-17. Tous les modèles reposent sur une plateforme d’alimentation 48 VDC et proposent trois options de rapport de réduction : 51, 81 et 101.

La série est équipée d’encodeurs absolus BISS-C de haute précision, offrant une résolution de 22 bits sur un tour et de 22 bits multitours. Elle intègre également un capteur de couple à haute réponse avec une fréquence d’échantillonnage de 8 kHz et prend en charge un frein optionnel à coupure d’alimentation.

La série offre une précision de positionnement de ≤75 arcsec, personnalisable jusqu’à ≤20 arcsec, avec une précision de repositionnement de ≤10 arcsec.

Le HAG-11, en tant que modèle compact, offre une plage de couple nominal de 4.6–7.3 N·m et une plage de couple de pointe de 11.4–18 N·m, pour un poids de seulement 0.51–0.55 kg.

Les HAG-14 et HAG-17 présentent des dimensions mécaniques et des paramètres électriques de base très similaires, tout en offrant des performances de couple plus élevées. Leur couple nominal varie de 10.5 à 21 N·m, tandis que leur couple de pointe varie de 23 à 35 N·m. Leur poids est de 0.875–0.92 kg et ils peuvent être équipés de freins fournissant un couple de maintien de ≥0.65 N·m. Le frein du HAG-11 fournit un couple de maintien de ≥0.2 N·m.

Ensemble, ces modèles fournissent des solutions d’entraînement d’articulation hautement intégrées, à haute rigidité et de haute précision pour les robots collaboratifs, les robots humanoïdes et les équipements d’automatisation de précision ayant différentes exigences de charge.

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HONPINE fournit des solutions d’actionneurs d’articulation robotique à réducteur harmonique de haute précision pour les articulations de coude robotique et d’autres applications d’articulations robotiques. Contactez HONPINE pour discuter des exigences de votre application et sélectionner un module d’articulation harmonique adapté à votre robot.