Pourquoi tant de clients choisissent-ils les modules de joints harmoniques HONPINE HPJM pour seulement 2 mm de diamètre d’alésage traversant supplémentaire ?

Pourquoi certains clients choisissent-ils le module de joint harmonique HONPINE HPJM pour seulement 2 mm de diamètre d’alésage traversant supplémentaire ? Dans les articulations robotiques compactes, une légère augmentation du diamètre d’alésage peut faire une différence importante pour le passage interne des câbles, la flexibilité du câblage et l’intégration globale du système. Comme la surface de l’alésage augmente avec le carré de son diamètre, 2 mm supplémentaires peuvent offrir beaucoup plus d’espace utile qu’on ne le pense. Cet article examine les implications techniques du diamètre d’alésage traversant, compare certains modèles HPJM à des produits comparables et explique l’importance du diamètre d’alésage dans les robots humanoïdes, les robots collaboratifs et l’automatisation industrielle.

1. Deux millimètres supplémentaires représentent une augmentation de surface de 78 %, et non de 25 %

Le diamètre de l’alésage traversant ne correspond pas de façon linéaire à l’espace utilisable. La surface de section d’un alésage circulaire se calcule à l’aide de la formule A = πD²/4. Par conséquent, même une augmentation de 2 mm du diamètre peut accroître considérablement l’espace disponible, en particulier pour les petits alésages.

Par exemple, passer d’un diamètre d’alésage de Ø6 mm à Ø8 mm augmente la surface de section d’environ 78 %. La même augmentation de 2 mm représente un gain de 44 % entre Ø10 mm et Ø12 mm, de 27 % entre Ø16 mm et Ø18 mm, et de 14 % entre Ø30 mm et Ø32 mm.

2. Pourquoi le diamètre de l’alésage traversant détermine-t-il si une articulation robotique peut permettre le passage interne des câbles ?

Dans les articulations robotiques, le diamètre de l’alésage traversant détermine directement si les câbles d’alimentation, de communication ainsi que les câbles de frein ou de capteur peuvent être acheminés à l’intérieur. C’est particulièrement important pour les robots humanoïdes, les robots collaboratifs et les bras robotisés compacts, où les câbles externes peuvent gêner les mouvements, accroître le risque d’accrochage et compliquer l’intégration du système.

Une configuration typique de passage de câbles entièrement intégré peut devoir accueillir trois groupes de câbles :

• Câbles d’alimentation : deux conducteurs, pour un diamètre équivalent de câble d’environ 3,5 mm.

• Câble de communication EtherCAT : câble blindé d’un diamètre extérieur d’environ 4,5 mm.

• Câblage des freins et des capteurs : diamètre d’environ 3 mm.

Les gaines de protection et les bagues peuvent réduire davantage l’espace disponible. En prévoyant environ 2 mm au total pour ces composants, le diamètre intérieur effectif peut être estimé comme suit :

Diamètre d’alésage effectif ≈ diamètre nominal de l’alésage − 2 mm

Il s’agit d’une estimation technique simplifiée. La capacité réelle de passage des câbles dépend de leur construction, des dimensions des connecteurs, de la géométrie du cheminement, de l’isolation, du blindage et du dégagement nécessaire.

Ø6 mm : espace limité pour le câblage interne

Avec un diamètre nominal d’alésage de Ø6 mm, le diamètre effectif estimé n’est que d’environ Ø4 mm. Cet espace peut accueillir un seul petit câble, mais le passage simultané des câbles d’alimentation, de communication et de frein ou de capteur dans la même articulation devient extrêmement difficile.

Pour les conceptions nécessitant le passage interne des trois groupes de câbles dans l’articulation, un alésage de Ø6 mm peut rendre la configuration envisagée impraticable, à moins d’utiliser une autre configuration de câbles ou de prévoir un passage externe supplémentaire.

Ø8 mm : une légère augmentation qui peut permettre le passage interne des câbles

Porter le diamètre d’alésage à Ø8 mm donne un diamètre effectif estimé d’environ Ø6 mm. Selon les dimensions des câbles et leur cheminement, cet espace supplémentaire peut permettre à plusieurs groupes de câbles de traverser l’articulation.

Cela peut rendre réalisable une conception plus intégrée du passage interne des câbles, mais l’adéquation réelle doit être vérifiée en fonction du faisceau de câbles, des dimensions des connecteurs, des composants de protection et des tolérances d’assemblage. Le seul taux de remplissage des câbles ne garantit ni que le faisceau pourra être installé, ni qu’il restera fiable en fonctionnement.

Dans les articulations robotiques soumises à des flexions répétées, la flexibilité des câbles et leur rayon de courbure minimal sont tout aussi importants. Une règle préliminaire couramment utilisée pour le cheminement dynamique des câbles consiste à prévoir un rayon de courbure minimal d’environ quatre fois le diamètre extérieur du câble, mais les spécifications du fabricant du câble prévalent.

Pour un câble de 3,5 mm de diamètre extérieur, cette règle donne un rayon de courbure minimal d’environ 14 mm.

Par conséquent, un alésage de Ø8 mm peut convenir à certaines articulations de poignet ou à d’autres applications présentant une rotation alternative limitée, potentiellement de l’ordre de ±90° à ±120°, selon la conception complète du cheminement des câbles. Cela ne garantit toutefois pas cette plage de rotation : il faut également tenir compte de la longueur des câbles, de la géométrie de leur cheminement interne, de la construction de l’articulation et des cycles de fonctionnement.

Une rotation continue à 360° nécessite généralement une solution de gestion des câbles conçue avec davantage de soin, telle qu’un alésage traversant plus grand, une interface électrique rotative adaptée ou, le cas échéant, une bague collectrice.

C’est également l’une des raisons pour lesquelles les modèles HPJM de plus grande taille proposent des alésages traversants de Ø25 mm ou Ø32 mm : cet espace interne supplémentaire peut offrir davantage de flexibilité pour le passage des câbles et l’intégration du système dans les applications exigeantes de robotique et d’automatisation industrielle.

3. Comment la série HONPINE HPJM se compare-t-elle aux autres modules de joint harmonique en matière de diamètre d’alésage traversant ?

Le diamètre de l’alésage traversant n’est qu’un des critères de sélection d’un module de joint harmonique. Les dimensions hors tout, la capacité de couple, la longueur du module, le poids, la configuration du codeur et les exigences d’intégration influent également sur le choix final.

Cependant, lorsque le passage interne des câbles est une exigence majeure de conception, même une différence modeste de diamètre d’alésage peut influer sur l’architecture complète de l’articulation.

La comparaison ci-dessous présente certains modèles HONPINE HPJM ainsi que les spécifications publiées de produits comparables d’autres fabricants. Les données reposent sur les informations produits disponibles et doivent être vérifiées dans les fiches techniques les plus récentes des fabricants avant toute comparaison technique directe.

4. Pourquoi un alésage traversant plus grand est-il important pour les applications robotiques et d’automatisation ?

Le module de joint harmonique HPJM associe une conception intégrée compacte à un alésage traversant relativement grand pour certains modèles. Cela peut aider les ingénieurs à intégrer le câblage interne tout en réduisant le recours au passage externe des câbles et aux modifications structurelles supplémentaires.

Une intégration plus flexible des câbles

L’espace supplémentaire peut faciliter l’intégration des câbles d’alimentation, de communication, de frein et de capteur, sous réserve de leurs dimensions et des exigences de cheminement.

Une conception plus épurée des articulations robotiques

Une dépendance réduite au passage externe des câbles peut contribuer à limiter les interférences avec les structures mobiles et favoriser une conception robotique plus compacte.

Une intégration système simplifiée

Un alésage plus grand peut offrir davantage de flexibilité lors de la conception d’articulations compactes pour les robots humanoïdes, les robots collaboratifs et les bras robotisés.

Davantage d’espace pour le câblage adapté à l’application

Un alésage traversant plus grand peut permettre d’accueillir différents faisceaux de câbles et de répondre à diverses exigences d’intégration, sous réserve d’une vérification dimensionnelle.

Une densité de couple élevée dans un format compact

La série HPJM associe une technologie de transmission harmonique à un moteur et à des composants de retour d’information intégrés, pour les applications de commande de mouvement soumises à des contraintes d’espace.

Un alésage traversant plus grand ne rend pas automatiquement un module de joint supérieur dans toutes les applications. Les ingénieurs doivent évaluer son diamètre en tenant également compte du couple nominal, du couple de pointe, de la rigidité torsionnelle, de la précision de positionnement, des performances thermiques, du poids et des exigences de flexion des câbles.

5. Découvrez les modules de joint harmonique HONPINE HPJM

Les modules de joint harmonique HONPINE HPJM sont conçus pour les applications qui exigent des dimensions compactes, des fonctionnalités intégrées et une densité de couple élevée. Leurs configurations à alésage traversant offrent une flexibilité supplémentaire pour le passage interne des câbles, notamment dans les articulations robotiques où l’espace d’installation est limité.

Si vous évaluez des modules de joint harmonique à grand alésage traversant pour des robots humanoïdes, des robots collaboratifs, des bras robotisés ou des équipements d’automatisation industrielle, contactez HONPINE pour demander le dernier catalogue de produits HPJM et les fiches techniques.

Notre équipe peut vous aider à comparer les dimensions des modèles, le diamètre des alésages traversants, les spécifications de couple et les options d’intégration afin d’identifier une solution adaptée à votre application.