Motoréducteur harmonique robotique à encodeurs haute précision avec STO

Motoréducteur harmonique robotique à encodeurs haute précision avec STO

● Introduction

Le motoréducteur harmonique robotique HAG est un actionneur d’articulation robotique spécialement conçu pour les applications robotiques. Le variateur intégré est intégré à la base du motoréducteur, et il est équipé d’encodeurs haute précision—résolution 20 bits côté haute vitesse et 19 bits côté sortie—permettant un contrôle en boucle fermée complet. Des fonctions STO et frein sont disponibles en option pour garantir un fonctionnement plus sûr de l’équipement.
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Fonctionnalités

  Des fonctions STO et de freinage optionnelles sont disponibles, offrant une sécurité opérationnelle renforcée.

La conception intégrée tout-en-un est plus légère que celle des actionneurs harmoniques traditionnels avec variateurs externes.

  Équipé d’un encodeur 20 bits, il permet des mouvements plus fluides, une précision supérieure et une erreur réduite, assurant un contrôle en boucle fermée de haute précision.

Utilise un réducteur harmonique de haute précision, offrant une répétabilité supérieure et une inversion de sens sans délai.

  Présente une conception à arbre creux, rendant le passage et la gestion des câbles plus pratiques.

Prend en charge deux entrées et sorties numériques 24V, ainsi qu’une interface analogique ±10V pour une intégration de commande flexible.

Compatible avec plusieurs protocoles de communication, notamment EtherCAT (CiA402), CANopen (CiA402), CAN-FD et RS485 Modbus.

 Fournit une interface de débogage USB avec accès en temps réel aux boucles de position, de vitesse et de courant, permettant le réglage des paramètres PID et la surveillance de l’état du variateur.

 Prend en charge plusieurs modes de fonctionnement, notamment couple profilé, vitesse, position, position/vitesse/courant synchrones cycliques, commande analogique et mode de référencement.

Équipé d’une identification avancée de l’inertie pour les conditions de charge variable, améliorant l’adaptabilité et les performances du système.

 Fonctions de protection complètes intégrées, telles que STO, surtension/sous-tension, surintensité, surchauffe, erreurs de suivi, erreurs de synchronisation et défauts de communication.

 Conçu pour un fonctionnement fiable dans les environnements industriels, avec résistance aux vibrations, haute performance d’isolation et indice de protection jusqu’à IP40.

Spécifications

Feuille 1

Fiche technique du motoréducteur harmonique HAG-11
Rapport de réduction5181101
Tension du bus CC 48VDCCouple de pointeN.m11.41518
Couple nominalN.m4.66.27.3
Vitesse maximalerpm885645
Vitesse nominalerpm593730
Vitesse nominaleArms3.352.782.67
Courant nominalArms1.501.281.20
Constante de coupleN.mArms3.064.866.06
Résistance phase à phase du moteurOhms(20℃)2.56
Inductance phase à phase du moteurmH1.8
Constante de force contre-électromotrice du moteurVms/krpm9.5
Encodeur absoluType d’encodeur
Protocole BISS-C à valeur absolue
Résolution de l’encodeur (sortie)bitMonotour: 2²⁰ (1,048,576); Multitour: 2¹² (4,096)
Précision de positionnementSeconde d’arc≤75
Les valeurs ci-dessus sont les valeurs par défaut; une précision de positionnement unidirectionnelle de ≤20 est personnalisable.
RépétabilitéSeconde d’arc≤10
Rigidité à l’inclinaisonx10°N.mrad8
Rigidité torsionnellex10°N.m/rad0.46                             0.6
Frein de maintien hors tension (côté moteur)N.m≥0.2
Moment d’inertie du rotorSans freinkg*m²1.86*10^-5
Avec freinkg*m²1.94*10^-5
MasseSans freinKg0.51
Avec freinKg0.55
Paires de pôles du moteurPôle10
Capteur de couplePlage nominaleNm-25-0-25Nm
Surcharge ultime%F.S.200%
Surcharge de sécurité%F.S.150%
Dérive thermique%F.S.±0.2%F.S./10℃
Dérive thermique de la sensibilité%F.S.±0.1%F.S./10℃
Résolution de transmission de force%F.S.<0.2%
Fluctuation du coupleNm<0.2
Erreur de non-linéarité%F.S.±0.2%F.S.
Fréquence d’échantillonnagekHz8K


Feuille 2

Fiche technique du moteur d’articulation harmonique H A G -14
Rapport de réduction5181101
Tension du bus CC 48VDCCouple de pointeN.m232935
Couple nominalN.m10.516.521
Vitesse maximalerpm986250
Vitesse nominalerpm593730
Vitesse nominaleArms6.395.074.91
Courant nominalArms2.922.892.95
Constante de coupleN.mArms3.605.717.13
Résistance phase à phase du moteurOhms(20℃)0.89
Inductance phase à phase du moteurmH1.67
Constante de force contre-électromotrice du moteurVms/krpm7
Encodeur absoluType d’encodeur
Protocole BISS-C à valeur absolue
Résolution de l’encodeur (sortie)bitMonotour: 2²⁰ (1,048,576); Multitour: 2¹² (4,096)
Précision de positionnementSeconde d’arc≤75
Les valeurs ci-dessus sont les valeurs par défaut; une précision de positionnement unidirectionnelle de ≤20 est personnalisable.
RépétabilitéSeconde d’arc≤10
Rigidité à l’inclinaisonx10°N.mrad8
Rigidité torsionnellex10°N.m/rad0.46                             0.6
Frein de maintien hors tension (côté moteur)N.m≥0.65
Moment d’inertie du rotorSans freinkg*m²3.52*10^-5
Avec freinkg*m²3.76*10^-5
MasseSans freinKg0.875
Avec freinKg0.92
Paires de pôles du moteurPôle16
Capteur de couplePlage nominaleNm-35-0-35Nm
Surcharge ultime%F.S.200%
Surcharge de sécurité%F.S.150%
Dérive thermique%F.S.±0.2%F.S./10℃
Dérive thermique de la sensibilité%F.S.±0.1%F.S./10℃
Résolution de transmission de force%F.S.<0.2%
Fluctuation du coupleNm<0.2
Erreur de non-linéarité%F.S.±0.2%F.S.
Fréquence d’échantillonnagekHz8K


Feuille 3

Moteur à onde de déformation H A G -17
Rapport de réduction5181101
Tension du bus CC 48VDCCouple de pointeN.m232935
Couple nominalN.m10.516.521
Vitesse maximalerpm986250
Vitesse nominalerpm593730
Vitesse nominaleArms6.395.074.91
Courant nominalArms2.922.892.95
Constante de coupleN.mArms3.605.717.13
Résistance phase à phase du moteurOhms(20℃)0.89
Inductance phase à phase du moteurmH1.67
Constante de force contre-électromotrice du moteurVms/krpm7
Encodeur absoluType d’encodeur
Protocole BISS-C à valeur absolue
Résolution de l’encodeur (sortie)bitMonotour: 2²⁰ (1,048,576); Multitour: 2¹² (4,096)
Précision de positionnementSeconde d’arc≤75
Les valeurs ci-dessus sont les valeurs par défaut; une précision de positionnement unidirectionnelle de ≤20 est personnalisable.
RépétabilitéSeconde d’arc≤10
Rigidité à l’inclinaisonx10°N.mrad8
Rigidité torsionnellex10°N.m/rad0.46                             0.6
Frein de maintien hors tension (côté moteur)N.m≥0.65
Moment d’inertie du rotorSans freinkg*m²3.52*10^-5
Avec freinkg*m²3.76*10^-5
MasseSans freinKg0.875
Avec freinKg0.92
Paires de pôles du moteurPôle16
Capteur de couplePlage nominaleNm-35-0-35Nm
Surcharge ultime%F.S.200%
Surcharge de sécurité%F.S.150%
Dérive thermique%F.S.±0.2%F.S./10℃
Dérive thermique de la sensibilité%F.S.±0.1%F.S./10℃
Résolution de transmission de force%F.S.<0.2%
Fluctuation du coupleNm<0.2
Erreur de non-linéarité%F.S.±0.2%F.S.
Fréquence d’échantillonnagekHz8K


Feuille 4

Actionneur à entraînement harmonique HAG-20
Rapport de réduction5181101121
Tension du bus CC 48VDCCouple de pointeN.m5283104111
Couple nominalN.m26425363
Vitesse maximalerpm98625041
Vitesse nominalerpm59373025
Vitesse nominaleArms17.0117.0917.1815.30
Courant nominalArms8.508.658.758.68
Constante de coupleN.mArms3.064.866.057.25
Résistance phase à phase du moteurOhms(20℃)0.18
Inductance phase à phase du moteurmH0.45
Constante de force contre-électromotrice du moteurVms/krpm7.7
Encodeur absoluType d’encodeur
Protocole BISS-C à valeur absolue
Résolution de l’encodeur (sortie)bitMonotour: 2²⁰ (1,048,576); Multitour: 2¹² (4,096)
Précision de positionnementSeconde d’arc≤75
Les valeurs ci-dessus sont les valeurs par défaut; une précision de positionnement unidirectionnelle de ≤20 est personnalisable.
RépétabilitéSeconde d’arc≤10
Rigidité à l’inclinaisonx10°N.mrad24
Rigidité torsionnellex10°N.m/rad1.8                              2.3
Frein de maintien hors tension (côté moteur)N.m≥1
Moment d’inertie du rotorSans freinkg*m²8.81*10^-5
Avec freinkg*m²9.47*10^-5
MasseSans freinKg1.43
Avec freinKg1.51
Paires de pôles du moteurPôle16
Capteur de couplePlage nominaleNm-140-0-140Nm
Surcharge ultime%F.S.200%
Surcharge de sécurité%F.S.150%
Dérive thermique%F.S.±0.2%F.S./10℃
Dérive thermique de la sensibilité%F.S.±0.1%F.S./10℃
Résolution de transmission de force%F.S.<0.2%
Fluctuation du coupleNm<0.2
Erreur de non-linéarité%F.S.±0.2%F.S.
Fréquence d’échantillonnagekHz8K


Feuille 5

Actionneur harmonique H A G -25
Rapport de réduction5181101121
Tension du bus CC 48VDCCouple de pointeN.m100158195235
Couple nominalN.m5485106127
Vitesse maximalerpm78494033
Vitesse nominalerpm59373025
Vitesse nominaleArms27.9827.8427.5527.72
Courant nominalArms14.0513.9313.9313.93
Constante de coupleN.mArms3.846.107.619.12
Résistance phase à phase du moteurOhms(20℃)0.1
Inductance phase à phase du moteurmH0.56
Constante de force contre-électromotrice du moteurVms/krpm8
Encodeur absoluType d’encodeur
Protocole BISS-C à valeur absolue
Résolution de l’encodeur (sortie)bitMonotour: 2²⁰ (1,048,576); Multitour: 2¹² (4,096)
Précision de positionnementSeconde d’arc≤75
Les valeurs ci-dessus sont les valeurs par défaut; une précision de positionnement unidirectionnelle de ≤20 est personnalisable.
RépétabilitéSeconde d’arc≤10
Rigidité à l’inclinaisonx10°N.mrad38
Rigidité torsionnellex10°N.m/rad3.4                             4.6
Frein de maintien hors tension (côté moteur)N.m≥2
Moment d’inertie du rotorSans freinkg*m²1.33*10^-4
Avec freinkg*m²1.45*10^-4
MasseSans freinKg2.43
Avec freinKg2.54
Paires de pôles du moteurPôle16
Capteur de couplePlage nominaleNm-250-0-250Nm
Surcharge ultime%F.S.200%
Surcharge de sécurité%F.S.150%
Dérive thermique%F.S.±0.2%F.S./10℃
Dérive thermique de la sensibilité%F.S.±0.1%F.S./10℃
Résolution de transmission de force%F.S.<0.2%
Fluctuation du coupleNm<0.2
Erreur de non-linéarité%F.S.±0.2%F.S.
Fréquence d’échantillonnagekHz8K


Feuille 6

Actionneur réducteur harmonique HAG 32
Rapport de réduction51101161
Tension du bus CC 48VDCCouple de pointeN.m218380430
Couple nominalN.m124247300
Vitesse maximalerpm552817
Vitesse nominalerpm432214
Vitesse nominaleArms45.8240.3328.63
Courant nominalArms23.9824.1218.38
Constante de coupleN.mArms5.1710.2416.33
Résistance phase à phase du moteurOhms(20℃)0.067
Inductance phase à phase du moteurmH0.46
Constante de force contre-électromotrice du moteurVms/krpm10
Encodeur absoluType d’encodeur
Protocole BISS-C à valeur absolue
Résolution de l’encodeur (sortie)bitMonotour: 2²⁰ (1,048,576); Multitour: 2¹² (4,096)
Précision de positionnementSeconde d’arc≤75
Les valeurs ci-dessus sont les valeurs par défaut; une précision de positionnement unidirectionnelle de ≤20 est personnalisable.
RépétabilitéSeconde d’arc≤10
Rigidité à l’inclinaisonx10°N.mrad95
Rigidité torsionnellex10°N.m/rad7.6                              9.9
Frein de maintien hors tension (côté moteur)N.m≥4.2
Moment d’inertie du rotorSans freinkg*m²8.84*10^-4
Avec freinkg*m²9.24*10^-4
MasseSans freinKg4.57
Avec freinKg4.8
Paires de pôles du moteurPôle16
Capteur de couplePlage nominaleNm-500-0-500Nm
Surcharge ultime%F.S.200%
Surcharge de sécurité%F.S.150%
Dérive thermique%F.S.±0.2%F.S./10℃
Dérive thermique de la sensibilité%F.S.±0.1%F.S./10℃
Résolution de transmission de force%F.S.<0.2%
Fluctuation du coupleNm<0.2
Erreur de non-linéarité%F.S.±0.2%F.S.
Fréquence d’échantillonnagekHz8K


Feuille 7

Moteur harmonique de précision HAG-40
Rapport de réduction5181101121161
Tension du bus CC 48VDCCouple de pointeN.m405641702762800
Couple nominalN.m216345430515557
Vitesse maximalerpm4931252116
Vitesse nominalerpm3522181511
Vitesse nominaleArms59.6259.4152.1847.2837.30
Courant nominalArms31.8031.9831.9631.9525.97
Constante de coupleN.mArms6.7910.7913.4516.1221.45
Résistance phase à phase du moteurOhms(20℃)0.05
Inductance phase à phase du moteurmH0.35
Constante de force contre-électromotrice du moteurVms/krpm13.5
Encodeur absoluType d’encodeur
Protocole BISS-C à valeur absolue
Résolution de l’encodeur (sortie)bitMonotour: 2²⁰ (1,048,576); Multitour: 2¹² (4,096)
Précision de positionnementSeconde d’arc≤75
Les valeurs ci-dessus sont les valeurs par défaut; une précision de positionnement unidirectionnelle de ≤20 est personnalisable.
RépétabilitéSeconde d’arc≤10
Rigidité à l’inclinaisonx10°N.mrad175
Rigidité torsionnellex10°N.m/rad14                              18.6
Frein de maintien hors tension (côté moteur)N.m≥6
Moment d’inertie du rotorSans freinkg*m²1.6*10^-3
Avec freinkg*m²1.67*10^-3
MasseSans freinKg7.49
Avec freinKg7.8
Paires de pôles du moteur Pôle16


Q :

Qu'est-ce que le module d'articulation harmonique de la série HAG? Pour quelles applications est-il utilisé?

A :
La série HAG est un module d'actionneur à entraînement harmonique / motoréducteur harmonique hautement intégré développé par HONPINE. Il intègre un réducteur harmonique, un moteur couple sans carcasse, un servovariateur et un codeur dans une structure compacte unique. Les composants optionnels comprennent un frein et un capteur de couple, permettant une solution d'entraînement et de commande entièrement intégrée.

Scénarios d'application:
Cou, membre supérieur, taille, articulation de la hanche et articulation du genou des robots humanoïdes, ainsi que bras robotiques collaboratifs, bras robotiques médicaux, robots à usage spécial et AGV.

Couverture des modèles:
7 modèles au total — HAG-11, 14, 17, 20, 25, 32 et 40 — avec des plages de couple de 4.6 N·m à 556 N·m.
Q :

Quelle est la principale différence entre la série HAG et les modules d’actionneur à réducteur harmonique conventionnels?

A :
Le principal facteur de différenciation est l’architecture de détection de couple intégrée.

Tous les modèles de la série HAG peuvent être équipés d’un capteur de couple intégré, permettant un contrôle de force en boucle fermée. Les versions avec détection de couple et sans détection de couple partagent les mêmes dimensions mécaniques, ce qui permet aux clients de passer librement de l’une à l’autre sans reconception.

Le capteur de couple est intégré à l’intérieur de l’articulation, éliminant les contraintes liées aux capteurs de force externes et prenant en charge une rotation continue illimitée à 360° sans interférence de câble.

En revanche, les solutions traditionnelles reposent sur des capteurs de couple externes ou sur l’estimation du courant moteur, qui sont fortement affectés par les frottements et la dérive thermique, entraînant une faible constance du contrôle de force.
Q :

Quels modes de commande l’actionneur harmonique de la série HAG prend-il en charge?

A :
La série HAG prend en charge quatre modes de commande principaux:

Mode courant
Mode vitesse
Mode position
Mode couple (commande de force en boucle fermée basée sur le capteur de couple intégré)

Elle prend également en charge les modes synchrones cycliques CSP / CST / CSV et est entièrement compatible avec le profil d’entraînement CiA 402.
Q :

Quels protocoles de communication sont pris en charge par les motoréducteurs harmoniques hag ?

A :
La série HAG prend en charge :

EtherCAT
CAN
CAN-FD

Elle offre une excellente compatibilité, permettant aux clients de passer d’autres marques sans avoir à reconcevoir leur architecture de commande.
Q :

Quelles sont les spécifications de précision des actionneurs harmoniques hag ?

A :
Paramètre Valeur typique
Précision de positionnement ≤ 10 arcsec (selon le modèle)
Précision de positionnement répétée ≤ 2 arcsec (selon le modèle)

Les performances varient selon le modèle et le rapport de réduction. Par exemple, le HAG-17 offre une précision de positionnement de ≤ ±20 arcsec et une répétabilité de ≤ ±5 arcsec.
Q :

Quelles options d’intégration sont disponibles pour les actionneurs à réducteur harmonique?

A :
La série HAG prend en charge plusieurs intégrations optionnelles:
Capteur de couple: permet un contrôle de force en boucle fermée
Frein électromagnétique: pour le maintien hors tension
Deux codeurs haute précision: 20-bit (côté moteur) + 19-bit (côté sortie)
Fonction de sécurité STO (Safe Torque Off)
Interfaces I/O: deux bornes intégrées pour la connexion de signaux externes
Q :

Comment sélectionner le motoréducteur harmonique HAG adapté à différentes applications ?

A :
La série HAG complète couvre différents niveaux de couple. Le choix du modèle doit être basé sur les exigences de charge de chaque articulation robotique :
Modèle Domaine d'application
HAG-11 / 14 / 17 Cou, membre supérieur, main dextre, poignet
HAG-20 / 25 Taille, articulation de l'épaule
HAG-32 / 40 Articulation de la hanche, articulation du genou (articulations porteuses à charge de couple élevée)