EDITION 3/2014. PAL ROBOTICS Auch bei Robotern: Die inneren Werte zählen. PAL ROBOTICS The best in robot systems

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1 EDITION 3/2014 PAL ROBOTICS Auch bei Robotern: Die inneren Werte zählen PAL ROBOTICS The best in robot systems

2 QUICKLINK INHALT CONTENT EDITION EDITION Foto/Image: Martin Richard, Bürgermeister/Major Limburg/Lahn 3/2014 PAL ROBOTICS Auch bei Robotern: Die inneren Werte zählen 4 PAL ROBOTICS The best in robot systems HARMONIC DRIVE SERVOPRODUKTE Schneller zum Ziel: Servoantriebe als Gesamtlösung 8 HARMONIC DRIVE SERVOPRODUCTS Be faster: Servo actuators as complete solutions SERVOANTRIEBE ALOPEXDRIVE Servoantriebe für raue Umweltbedingungen 12 ALOPEXDRIVE SERVO ACTUATORS When the going gets tough... UNITS CSD-2UH/2UF Leichte und kompakte Units für Robotik- und Halbleiteranwendungen 14 CSD-2UH/2UF UNITS Lightweight and compact units for robotics and semiconductor applications MOTORENFERTIGUNG Wir können auch Servo 16 MOTOR MANUFACTURING Our servo motor capability NEUIGKEITEN Jubilare/Messetermine 19 NEWS Anniversaries and Exhibition dates Projektierungsanleitung AC Servoantriebe LynxDrive Projektierungsanleitungen ab sofort online Als Ergänzung zu unserem Katalog sind Projektierungsanleitungen auf den Produktdetailseiten unserer Website verfügbar eine hilfreiche Unterstützung zur Auslegung Ihrer Konstruktion. Engineering data online available In addition to our catalogue, engineering data documents are available on our website for download. You will find this useful additional support on the specific product pages.

3 EDITORIAL EDITORIAL Serviceroboter eröffnen eine neue Ära der Robotik Service robots leading to a new era of robotics Liebe Leserinnen, liebe Leser, Dear readers, wir kennen sie alle aus Science-Fiction-Filmen: humanoide Roboter, die den Menschen das Leben erleichtern. Was vor einigen Jahrzehnten reine Phantasie war, ist inzwischen Realität geworden. Eingesetzt in Forschungseinrichtungen und Krankenhäusern haben humanoide Roboter den Praxistest schon längst bestanden. Und die technologische Entwicklung schreitet weiter voran: Noch in diesem Jahrzehnt könnten beispielsweise Roboter auch in unserem Alltag bei der Betreuung von Menschen mit Handicap zum Einsatz kommen. Ein schönes Beispiel für diese Entwicklung liefert der leise dahingleitende bipedale Serviceroboter REEM-C von PAL Robotics, der insbesondere durch seine weichen und flüssigen Bewegungsabläufe beeindruckt. Um dies zu erreichen, muss die Antriebstechnik ihren bestmöglichen Beitrag leisten: maximale Steifigkeit, höchste Genauigkeit und geringes Gewicht und das alles bitte auf kleinstem Raum. Anforderungen in dieser Kombination führen fast automatisch zu einer Konstruktion mit Produkten aus unserem Haus. Solche Leuchtturmprojekte optimal zu betreuen entspricht unserem Verständnis von Kundenbetreuung. Auch im Bereich der Servoprodukte stellt sich die Harmonic Drive AG neuen Herausforderungen, in diesem Fall der zunehmenden Nachfrage nach kompakten, hochintegrierten und leistungsfähigen Servomotoren. Denn nur Komponenten, die optimal aufeinander abgestimmt sind, ergeben ein harmonisches Gesamtpaket, das eine maximale Leistung erzielt. Selbstverständlich bieten wir neben unseren eigens für die Baureihen CHA und LynxDrive entwickelten Motoren zukünftig auch Sonderprodukte an, um die individuellen Bedürfnisse unserer Kunden zu erfüllen. We all know, from science fiction movies, that the humanoid robot facilitates people's lives. But what was pure imagination a few decades ago, is now a reality. Used in research institutions and hospitals humanoid robots have long since passed the practical tests and the technological development continues apace: Later this decade robots could, for example, be used in the everyday care of people with disabilities. A perfect example of this development is the gently moving bipedal service robot REEM-C from PAL Robotics, which is notable, for its soft and fluid movements. To achieve this, the gear technology is a hugely important factor: maximum rigidity, high accuracy and low weight all accommodated in the smallest space. Requirements in this combination lead almost automatically to a design solution requiring a Harmonic Drive Gear. To serve these exciting lighthouse projects best reflects our understanding of customer service. In the area of servo products, Harmonic Drive AG rises to the new challenges with the increasing demand for compact, highly integrated, high performance servo motors. This requires components that are perfectly matched and balanced, capable of delivering maximum performance. Of course in addition to our specially developed servo motors for the CHA and LynxDrive Actuators, we can also offer many other special products to meet the future individual needs of our customers. I cordially invite you to read on the following pages about the Harmonic Drive AG and wish you an interesting and stimulating read. Ich lade Sie herzlich ein, auf den folgenden Seiten mehr über die Harmonic Drive AG zu erfahren und wünsche Ihnen eine interessante und anregende Lektüre. Ihr Yours Ekrem Sirman Vorstandsvorsitzender der Harmonic Drive AG President and CEO of Harmonic Drive AG In diesem Magazin finden Sie Quicklinks, mit denen Sie auf unserer Website ganz bequem zu weiterführenden Informationen gelangen. Geben Sie auf einfach den Code in das Feld für Quicklinks ein, z. B für die Units der Baureihe CSD und schon sind Sie auf der gewünschten Seite. Alternativ können Sie die Zahl auch direkt an die Webadresse hängen, z. B. In the magazine you will find quicklinks, a link which will take you to additional information on our site very easily. Go to and just enter the code in the box for the relevant quicklink. For example, 2070 for information about CSD Series Units and once entered, you are taken directly to the desired page. As an alternative, you can add the quicklink directly after the web address, e. g. 3

4 PAL ROBOTICS PAL ROBOTICS Auch bei Robotern: Die inneren Werte zählen Bei PAL Robotics in Barcelona befasst sich ein multinationales Team mit der Erforschung und Entwicklung von Robotertechnik. Die Wurzeln des zur PAL Group (Vereinigte Arabische Emirate) gehörenden Unternehmens reichen zurück bis ins Jahr 2004, als vier Ingenieure mit REEM-A ihren ersten humanoiden Roboter entwickelten, der gehen und Schach spielen konnte. Der REEM Prototyp misst 1,65 Meter, kann sich dank seiner mobilen Basis mit bis zu 5 km/h fortbewegen und wiegt lediglich 80 kg. REEM ist in der Lage, Gegenstände mit einem Gewicht von bis zu 10 kg aufzuheben und zu tragen. Er verfügt über hochentwickelte Bauteile wie einen motorisierten Kopf mit Visions-, Face-Tracking- und Erkennungsfunktion. Darüber hinaus ist der Roboter mit Sensoren und einem Multimedia-Touchscreen ausgestattet, der Informationen in verschiedenen Formaten liefert und die Möglichkeit bietet, über Videokonferenz-Technik mit einem Helpdesk-Mitarbeiter zu kommunizieren. Zusätzlich verfügt REEM über eine kleine Ablage, auf der Gegenstände wie etwa ein kleiner Koffer transportiert werden können. Dank seines Lithium-Ionen-Akkus wird der Roboter acht Stunden lang mit Strom versorgt und kann sich autonom ohne Kabel oder menschliche Eingriffe bewegen. Unlängst hat PAL Robotics REEM-C vorgestellt, einen der wenigen kommerziellen bipedalen humanoiden Roboter, die zurzeit auf dem Markt erhältlich sind. Für die Roboterforschung eröffnen sich hierdurch enorme Möglichkeiten. In beeindruckender Weise demonstriert der REEM-C, wie natürlich eine Maschine erscheinen kann. Neben einer exzellenten Steuerung sorgen Harmonic Drive Getriebe für fließende und harmonische Bewegungen der Roboter-Gelenke. Einige der wesentlichen Anforderungen an die Antriebstechnik von Robotersystemen sind eine optimale Synchronisation, maximale Torsionssteifigkeit auf kleinstem Raum, höchste Präzision und ein geringes Gewicht. Um diese Ansprüche zu erfüllen, werden die flachen Harmonic Drive Einbausätze der Baureihe CSD-2A sowie die extrem leichten Einbausätze der Baureihe CPL-2A eingesetzt. Der Erfolg dieser Produkte liegt auch in ihrer Kombination: Extrem kompakte Präzisionsgetriebe mit optionaler Hohlwelle werden mit einem geringen Gewicht und einem hochleistungsfähigen Abtriebslager verbunden, das hohen Nutzlasten standhält. Und genau diese Merkmale haben PAL Robotics dazu veranlasst, sich für Harmonic Drive Produkte zu entscheiden. 4

5 The best in robot systems PAL Robotics is a robotics research and development company with a multinational team based in Barcelona and linked to the PAL Group of the United Arab Emirates. The origin of the company goes back to 2004, when four engineers started to develop their first humanoid robot REEM-A which was able to walk and play chess. Their prototype REEM is 1.65 m in height, and has a mobile base that enables the robot to move at 5 km/hour. It weighs only 80 kg and is able to lift and carry up to 10 kg. The advanced capabilities of REEM include a motorised head with vision, face tracking and recognition functions. Furthermore, the robot contains sensors and a multimedia touch screen that can offer information in various formats, as well as the ability to speak to a help desk attendant via video conference. It has a small platform, which can be used to transport objects (e.g. a trolley) and contains a lithium battery that lasts up to eight hours, allowing the robot to move around autonomously without the need of cables or human assistance. PAL Robotics has recently launched their first commercial biped humanoid robot REEM-C. REEM-C is one of the few humanoid bipedal robots available today within the global robotics market and opens a great amount of possibilities in the robotics research area. The REEM-C shows, rather impressively, just how natural a machine can appear. Its movements are fluid and smooth, which is due, in addition to excellent control, to the Harmonic Drive Gears in its joints. Unbeatable synchronisation, maximum torsion rigidity in the smallest possible space, highest levels of accuracy and low weight are some of the elementary requirements of drive technology components for robot systems. To meet these demands, the flat Harmonic Drive CSD-2A Component Sets and extremely lightweight CPL-2A Series Component Sets are used in these applications. The success of these Harmonic Drive Products also lies in the combination: Extremely compact precision gears with an optional hollow shaft, combined with the low weight and a high capacity output bearing which can withstand high payloads. All these product features have contributed to PAL Robotics decision to use Harmonic Drive Products. QUICKLINK 5

6 PAL ROBOTICS PAL ROBOTICS Zusätzlich hat PAL Robotics mit dem M90 ein High-Performance- Drehmodul entwickelt, das eine einfache und flexible Lösung für Automatisierungsprozesse und komplexe Systeme darstellt. In diesem eigenständigen Hohlwellen-Modul sind die gesamte Leistungs- und Steuerelektronik, ein bürstenloser DC-Motor und ein Harmonic Drive Getriebe integriert. Der Antrieb wird über die interne Logik gesteuert, welche die erforderlichen Parameter über eine CAN-Bus Schnittstelle (optional CANopen Protokoll) von einer zentralen Mastersteuerung erhält. Das Modul beinhaltet darüber hinaus eine Vielzahl an Sicherheitsmechanismen (Übertemperatur-, Überstrom-, Unterspannungs-, Überspannungsschutz). PAL Robotics also developed a rotary module M90, a high performance module which provides an easy and flexible solution for automation processes and complex systems. This self-contained hollow shaft module integrates power and control electronics, a brushless DC motor, and a Harmonic Drive Gear. The actuator is controlled by the internal logic, which receives the required parameters from a master controller via CAN-Bus (optional CANopen protocol) interface. The module also includes a wide variety of self protection mechanisms (over temperature, over current, under voltage, over voltage). 6

7 Drehmodul M90 Ausgezeichnetes Verhältnis zwischen Drehmoment und Baugröße Hohlwelle für einfache Verkabelung Vollintegrierte Leistungs- und Steuerelektronik Bürstenloser DC-Motor mit unterschiedlichen Leistungsoptionen Harmonic Drive Getriebe mit verschiedenen Untersetzungen Integriertes Kreuzrollenlager CAN- und optional CANopen-Kommunikation (DS301, DS305 und DS402) SVM-Regulierung (Space Vector Modulation) und Sinuskommutierung für eine präzise Steuerung Verschiedene Bewegungsmodi erhältlich: Positions-, geschwindigkeits- und kraftgeregelter Betrieb Stromkreis mit feldorientierter Regelung Überstrom-, Überspannungs-, Unterspannungs- und Übertemperaturschutz Inkrementalmotorgeber Abtriebsseitiger Absolut-Drehgeber Geringer Energieverbrauch Rotary Module M90 Excellent ratio between torque and size Hollow shaft for easy cabling Power and control electronics fully integrated Brushless DC Motor with different power options Harmonic Drive Gear with different ratios Integrated cross roller bearing CAN and optional CANopen communication (DS301, DS305 and DS402) Space vector modulation and sinusoidal commutation for precise control Different motion modes available: position, velocity, torque Current loop with field oriented control Over current, over voltage, under voltage and over temperature protection Incremental motor encoder Absolute output encoder Low power consumption Technische Daten CPL-2A Technical data CPL-2A Baugröße Untersetzung Außendurchmesser Maximal wiederholbares Spitzendrehmoment Size Ratio Outer diameter Maximum repeated peak torque mm Nm 14A A A A A

8 HARMONIC DRIVE SERVOPRODUKTE HARMONIC DRIVE SERVOPRODUCTS Schneller zum Ziel: Servoantriebe als Gesamtlösung Kompakte Präzisionsantriebe brauchen nicht nur entsprechende Getriebe, sondern auch geeignete Motoren. Anwendungen, die hier an die Grenze des heute Möglichen gehen wollen, sind auf eine ganzheitliche Lösung angewiesen, wie sie die Harmonic Drive AG schon seit geraumer Zeit anbietet. Und davon partizipieren unsere Kunden: Ob Automatisierungstechnik, Mess- und Prüftechnik oder Werkzeugmaschinen in vielen industriellen Bereichen hängt die Fertigungsqualität von der Präzision der verwendeten Servoantriebe ab. Dabei setzen die ständig steigenden Anforderungen unter anderem ein perfektes Zusammenspiel zwischen Motor, Getriebe, Sensor und Regler voraus. Zunehmend gefragt sind komplette Antriebssysteme, die eine hohe Positioniergenauigkeit und maximale Leistung auf kleinstem Raum mit gängigen Feedbacksystemen verbinden. Be faster: Servo actuators as complete solutions Compact precision actuators need not only appropriate gears, but also suitable motors. Applications at the limit of what is possible, rely on an integrated solution, as offered for quite some time by Harmonic Drive AG. Our customers, whether in automation, test and measurement or machine tools, can depend on the high level of precision manufacturing quality we offer. The growing complexity of our customer s needs has helped us create a perfect combination of motor, precision gear, sensor and controller. These complete drive systems, that combine high positioning accuracy and maximum performance with a feedback system in the smallest possible space, are increasingly in demand. QUICKLINK 8

9 Harmonic Drive Servoantriebe sind die perfekte Kombination aus Präzisionsgetrieben, kippsteifen Abtriebslagern sowie hochdynamischen und kompakten Motoren. Ein kompletter Antrieb aus einer Hand mit optimal aufeinander abgestimmten Komponenten ohne zusätzlichen Konstruktionsaufwand. Dabei bietet das einzigartige Wellgetriebeprinzip der eingesetzten Getriebe hohe Steifigkeit, Positioniergenauigkeit von wenigen Winkelsekunden und Spielfreiheit über die gesamte Lebensdauer. Flexibilität bei der Anpassung an unterschiedliche Anforderungen durch optimal aufeinander abgestimmte Komponenten ermöglicht eine gezielte Regelung von Umdrehungsgeschwindigkeit, Winkelposition und Beschleunigung. Zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten bei der Wahl der Motorwicklungen, des Feedbacksystems, der Bremse sowie diverser Sensor-, Kabel- und Steckeroptionen bieten Ihnen ein Maximum an Flexiblität bei der Anpassung an unterschiedliche Anforderungen. Die zentrische Hohlwelle der Servoantriebe der Baureihe CHA wird zur Durchführung von Versorgungsleitungen oder Wellen durch die Mitte des Antriebes genutzt. Diese Eigenschaft vereinfacht die Konstruktion in vielen Anwendungen und spart dadurch Entwicklungs- und Montagezeit. Selbstverständlich können die Antriebe einfach in bestehende Anlagen integriert werden. Die eingesetzten Motorfeedbacksysteme sind nicht nur kompatibel zu Reglern anderer Hersteller, sondern auch für die hohen Anforderungen der Industrie ausgelegt. Sie reichen beispielsweise bei den hochpräzisen Servoantrieben der Baureihe CHA von einem inkrementellen Sinus/Cosinus Encoder über absolute Single- und Multiturn HIPERFACE Encoder bis hin zu Single- und Multiturn Encodern mit EnDat Schnittstelle. Harmonic Drive Servo Actuators are the perfect combination of precision gears and tilt resistant bearings with highly dynamic and compact servo motors. The result is a complete actuator from one source providing perfectly matched components without additional design effort. Furthermore, the unique strain wave principle of our gears provides high rigidity, positioning accuracy of a few arc seconds and zero backlash throughout their lifetime. Numerous possible combinations, including a choice of motor windings, feedback system, brake, sensor, cable and connector options, provide maximum flexibility allowing the product to adapt to different requirements. This flexibility allows for targeted control of torque, position and acceleration using optimised components. Our CHA Series features a hollow shaft, which enables original equipment manufacturers (OEMs) to pass power supply cables, shafts or laser beams directly through the servo actuator, considerably reducing development costs and assembly time. The actuators can be easily integrated into existing applications because the motor feedback systems used are compatible with controllers from other manufacturers including HIPERFACE and EnDat interfaces. They are also suited to the challenging demands of the industries they serve. For applications where precision and high torque at medium speeds is required, the Harmonic Drive TorkDrive Direct Drives range provides an alternative that also takes advantage of hollow shaft technology. Und für Anwendungen, bei denen Präzision und hohes Drehmoment bei mittleren Drehzahlen gefordert werden, bieten die Harmonic Drive Direktantriebe eine sinnvolle Alternative Hohlwelle inklusive! 9

10 HARMONIC DRIVE SERVOPRODUKTE HARMONIC DRIVE SERVOPRODUCTS Für jede Anforderung das passende Produkt Alle Servoprodukte der Harmonic Drive AG sind technisch ausgereifte, innovative Lösungen, die sich durch herausragende Genauigkeit, hohe Leistungsdichte, kompakte Abmessungen, geringes Gewicht und eine lange Lebensdauer auszeichnen: Harmonic Drive Servoantriebe sind kompakte, schnell integrierbare Antriebe für anspruchsvolle Lösungen Harmonic Drive Miniservoantriebe bieten höchste Präzision auf kleinstem Bauraum Harmonic Drive Direktantriebe verbinden eine große Hohlwelle mit kompaktem Design und hoher Steifigkeit Harmonic Drive Servoregler sind die ideale Ergänzung zu Servoantrieben, individuell auf die jeweilige Baureihe abgestimmt Right first time product selection All servo products from Harmonic Drive AG are technically sophisticated and innovative solutions; providing excellent accuracy, high power density, a compact size, light weight and long life. Their benefits include: Harmonic Drive Servo Actuators are compact, fast integrated drives for demanding solutions Harmonic Drive Mini Servo Actuators offer maximum precision in the smallest space Harmonic Drive Direct Drives combine a large hollow shaft with compact design and high stiffness Harmonic Drive Servo Controllers are the ideal complement to servo actuators, individually adapted to the respective series Der Harmonic Drive ProductFinder Bei einer Vielzahl von Möglichkeiten schnell das richtige Produkt zu finden ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Gerne unterstützen wir Sie persönlich bei der Auswahl. Wenn Sie sich aber zunächst selbst einen Überblick verschaffen wollen, können Sie über unsere Website in wenigen Schritten zu dem Produkt gelangen, das die für Ihre Anwendung wichtigen Merkmale am besten erfüllt. Dabei bietet Ihnen der ProductFinder mit der Suche nach Produktart, technischen Daten oder Branchen drei komfortable, auf Ihre Anforderungen zugeschnittene Herangehensweisen. Zusätzlich eröffnet sich Ihnen die Möglichkeit, sich einzelne Produkte zu merken, zu vergleichen und darauf basierend eine erste Anfrage zu erstellen er bietet Ihnen damit einen weiteren zielführenden Service auf dem Weg zu Ihrem individuellen Produkt. The Harmonic Drive ProductFinder Finding the right product quickly can be a challenging task. We are happy to assist you personally with the selection, but if you first want to get an overview of our range for yourself, our website has the answer. It hosts a bespoke ProductFinder allowing you to search by product, technical data or industry in a way that is tailored to your requirements. In addition, it allows you to remember individual products and compare them, ultimately creating a more accurate specification. Our objective is to provide you with a goal-oriented service that helps you find the product you need quickly and efficiently. QUICKLINK 10

11 QUICKLINK Mehr Informationen unter More information is available at Ohne Hohlwelle Without hollow shaft Mit Hohlwelle With hollow shaft RSF Mini FHA-C Mini Leistungssteigerung Increased performance PMA FHA-C Miniaturisierung Miniaturisation Miniaturisierung Miniaturisation Verstärktes Antriebslager Reinforced output bearing LynxDrive CHA FPA Niedrige Untersetzungen Low transmission ratios CHM Getriebeloser Antrieb Without gear Getriebeloser Antrieb, hohes Drehmoment Without gear, high torque TorkDrive YukonDrive HA

12 SERVOANTRIEBE ALOPEXDRIVE ALOPEXDRIVE SERVO ACTUATORS Gerne auch extrem... Servoantriebe für raue Umweltbedingungen Eine Umgebungstemperatur von -46 C ist eine echte Herausforderung für jedes technische Gerät. Um sie dennoch meistern zu können und um weiteren Widrigkeiten wie hohe Schock- und Schwingbelastungen, Regen, Staub, hohen Temperaturen bis 63 C oder korrosiver Atmosphäre trotzen zu können, hat die Harmonic Drive AG mit dem AlopexDrive eine äußerst robuste Antriebsbaureihe entwickelt. Pate für die neuen Antriebe stand die bewährte Baureihe CHA, die bereits seit Jahren erfolgreich am Markt ist. Grundsätzlich besteht ein AlopexDrive aus einem hochuntersetzenden, hochpräzisen und spielfreien Harmonic Drive Getriebe und einem kompakt bauenden und leistungsstarken Hohlwellen-Synchronmotor mit Motorfeedbacksystem. Optional wird zusätzlich eine Motorbremse angeboten. Die Antriebe sind erhältlich in sechs Baugrößen und sechs Untersetzungen zwischen 30 und 160 bei einem maximalen Drehmoment zwischen 9 und 647 Nm. Um die erhöhten Anforderungen an den Korrosionsschutz zu erfüllen, ist ein entsprechender Oberflächenschutz integriert. Für den erweiterten Temperaturbereich wird ein Spezialschmierstoff verwendet, die höheren Vibrations- und Schockbelastungen wurden bereits in der Detailkonstruktion berücksichtigt. Alle Komponenten sind optimal When the going gets tough... Servo drives for harsh environmental conditions An ambient temperature of -46 C is a genuine challenge for any device let alone a highly complex and precise servo actuator. However, Harmonic Drive AG has developed the rugged AlopexDrive Series to master those very conditions and more, including high shock and vibration loads, rain, dust, temperatures up to 63 C and corrosive atmospheres. Our popular and successful CHA Series served as the inspiration for the robust new drives. As a result, the AlopexDrive benefits from a high gear ratio, high precision and zero backlash Harmonic Drive Gear and a compact yet powerful hollow shaft synchronous motor with feedback system. An optional brake is also offered, which are available in six sizes and six gear ratios from 30 to 160:1, with a maximum torque from 9 to 647 Nm. An output bearing with high tilting capacity allows direct attachment of heavy payloads without the need for further supports, thereby providing simple cost effective and space saving designs. The actuator also incorporates integrated surface protection to help meet stringent requirements for corrosion resistance. In our AlopexDrive Merkmale Hervorragende, lebenslange Präzision Große Hohlwelle Einfach individualisierbar Variable Feedbacksysteme Integriertes, hochbelastbares Abtriebslager Korrosionsschutz Erweiterter Temperaturbereich AlopexDrive Features Excellent lifetime precision Large hollow shaft Easy to customise Various feedback systems Integrated high capacity output bearing Corrosion protection Increased temperature range Kundennutzen Kein zusätzliches Gehäuse notwendig Optimale Anpassung an die Anwendung Geringer Platzbedarf Hohe Verfügbarkeit Reduzierte Total Cost of Ownership Reduzierte Wartungskosten Erhöhte Betriebssicherheit Customer Benefits No additional housing necessary Optimum customisation Small footprint High availability Reduced Total Cost of Ownership Reduced maintenance costs Increased operating reliability 12

13 aufeinander abgestimmt und auf kleinstem Bauraum integriert, um einen Serienantrieb für Einsatzbedingungen zu schaffen, in denen bisher kein Standard einsetzbar war. Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Auswahl der Motorfeedbacksysteme gerichtet. Nach wie vor bieten Resolver die höchste Robustheit sowie eine für die meisten Anwendungen ausreichende Genauigkeit. Aufgrund der hohen Verbreitung und der guten Kompatibilität mit vielen Servoverstärkern stehen weiterhin magnetische Inkrementalgeber mit differenziellen Rechtecksignalen zur Verfügung, auf Wunsch in Kombination mit Hallsensoreinheiten für die Kommutierung. Typische Anwendungen der Baureihe AlopexDrive sind Schwenk- und Neigeantriebe, die beispielsweise Antennen oder Kameraköpfe bewegen. Die Anlagen stehen an Orten wie etwa auf einem Bergkamm des Himalaya oder im Tagebau in Südafrika. extended temperature range, we use a special lubricant to help meet the demands of extreme environments. Furthermore, the higher levels of vibration and shock encountered in extreme temperature have had special attention paid to them during the design phase. All components are perfectly matched and tightly integrated to create a series of drives that exceed all previous standards. To adapt to your specific application, the AlopexDrive Series offers many possible configurations of motor windings, motor feedback systems, motor brake, sensors and cables as well as connector options. The motor feedback systems are carefully selected including robust resolvers that are sufficiently accurate for most applications, magnetic and inductive encoders and hall sensors for commutation. Typical applications for the new series include pan and tilt drives, providing motion for high precision communications antenna and camera systems. Harmonic Drive equipment has been used in locations as diverse as the Himalayas or South African open pit mines perfectly illustrating the versatility of the new range. QUICKLINK 13

14 UNITS CSD-2UH/2UF UNITS CSD-2UH/2UF Leichte und kompakte Units für Robotik- und Halbleiteranwendungen Um den Forderungen des Robotik- und Halbleitermarktes nach weiteren Gewichts- und Platzeinsparungen gerecht zu werden, hat die Harmonic Drive AG die extrem leichten und kurzen Units der Baureihe CSD entwickelt. Basis dieser neuen Units sind die bereits seit Jahren erfolgreich am Markt eingeführten Einbausätze der Baureihe CSD, die mit einem hochbelastbaren Kreuzrollenlager zur Aufnahme hoher Lasten versehen wurden. Die Units der Baureihe CSD zeichnen sich durch eine sehr geringe Baulänge und ein geringes Gewicht aus. Dies resultiert in einem extrem kompakten und leistungsstarken Produkt. Je nach Anforderung sind zwei Varianten verfügbar, die entweder kürzeste Baulänge (-2UF) oder minimalen Außendurchmesser (-2UH) bieten: Die Units der Baureihe CSD-2UH decken eine Drehmomentkapazität von 12 Nm bis 823 Nm ab und sind in sieben Baugrößen mit bis zu drei Untersetzungen erhältlich. Die Units der Baureihe CSD-2UF mit einer Drehmomentkapazität von 12 Nm bis 453 Nm sind in sechs Baugrößen mit bis zu drei Untersetzungen erhältlich. Für jegliche Standardservomotoren ermöglichen die Units der Baureihe CSD-2UH einen problemlosen Motoranbau. Unit und Motor bilden zusammen eine kompakte und leichte Einheit, die schnell hohe Lasten aufnehmen kann. Aufgrund der Positioniergenauigkeit sind stabile Maschineneigenschaften mit kurzen Taktzeiten garantiert. Im Gegensatz zu den Units der Baureihe CSD-2UH verfügen die Units der Baureihe CSD-2UF über ein noch höher belastbares Kreuzrollenlager und eine zentrale Hohlwelle mit einem Durchmesser zwischen 9 und 37 mm je nach Baugröße. Das ermöglicht die direkte Anbringung hoher Nutzlasten ohne weitere Abstützung und erlaubt so eine einfache und platzsparende Konstruktion. Die Hohlwelle kann zur Durchführung von Kabeln, Wellen, Rohrleitungen oder sogar Laserstrahlen genutzt werden. Damit kann die Konstruktion und der Aufbau von Maschinen und zugehörigen Ausrüstungen stark vereinfacht werden. Lightweight and compact units for robotics and semiconductor applications To meet the space and weight saving requirements of the robotics and semiconductor markets, Harmonic Drive AG developed its extremely lightweight and compact CSD Series Gear Unit. Based on the excellent performance characteristics of the existing range, the CSD Component Set comes with a heavy duty cross roller bearing for high payloads, allowing simple, space saving installation. The CSD Series Units are characterised by a very short overall length and low weight, resulting in an extremely compact and powerful product. Depending on the end user s needs there are two variants available, the 2UF provides the shortest length and the 2UH the smallest outside diameter. The CSD-2UH Series offers a torque capacity of 12 Nm to 823 Nm and is available in seven sizes with gear ratios of 50, 100 and 160:1. The CSD 2UF Series can be get with a torque capacity of 12 Nm to 453 Nm, in six sizes with the same three gear ratios. The entire range is easy to mount with any standard servo motor. The CSD and motor form a compact and lightweight unit that can easily absorb high loads. Due to the product s high level of positioning accuracy, stable machine characteristics with short cycle times are guaranteed. The CSD 2UF model has an even higher load carrying capacity than the CSD 2UH Unit. This is the result of a larger output bearing with high tilting rigidity and also allows a central hollow shaft with a diameter of between 9 and 37 mm depending on the size. Again this provides high payload without further support and easy, space saving installation. The hollow shaft can be used for the passage of cables, shafts, pipes or even laser beams. As a result, the design and construction of machines and associated equipment can be greatly simplified. 14

15 Units CSD-2UH/2UF Merkmale Kompakte, leichte Bauform Integriertes, hochbelastbares Abtriebslager Hohe Dynamik Hervorragende, lebenslange Präzision Direkte Motoranbindung (CSD-2UH) Große Hohlwelle (CSD-2UF) Units CSD-2UH/2UF Features Compact, lightweight design Integrated high capacity output bearing High dynamics Excellent lifetime precision Direct motor connection (CSD-2UH) Large hollow shaft (CSD-2UF) Kundennutzen Reduzierter Materialeinsatz Höhere Energieeffizienz Niedrigere Fertigungskosten Kleiner Maschinenfootprint Optimale konstruktive Lösung Einfache Lastanbindung Customer Benefits Reduced material use Greater energy efficiency Lower production costs Small machine footprint Optimal design solution Easy load connection QUICKLINK 15

16 MOTORENFERTIGUNG MOTOR MANUFACTURING Wir können auch Servo Die meisten Anwender verbinden mit der Harmonic Drive AG den Getriebespezialisten aus Limburg an der Lahn. Aber dahinter verbergen sich weitaus mehr als lediglich hochuntersetzende, spielfreie und spielarme Getriebe. Bestes Beispiel dafür ist der Bereich Servotechnik. Die Anforderungen des Marktes an die Hersteller von Servoprodukten sind offenkundig: Zunehmend gefragt sind leistungsfähige Servomotoren mit hoher Positioniergenauigkeit und maximaler Leistung auf kleinstem Raum. Auch die Harmonic Drive AG orientiert sich konsequent an diesem Trend und stellt für ihre hochpräzisen und kompakten Komplettantriebe der Baureihen CHA und LynxDrive eigens entwickelte Motoren her. Produziert werden diese Motoren mit neuester Rotor- und Statortechnik am Standort Limburg/Lahn. Hier wird unter anderem die moderne Einzelzahnwickeltechnologie eingesetzt, die eine äußerst kompakte Bauweise auf engstem Raum ermöglicht. Der robuste Motor besteht aus einem ausschließlich maschinell gewickelten Stator mit einem Epoxidharz-Vollverguss und einem leistungsstarken Rotor. Wir legen höchsten Wert auf Stabilität und Präzision. Daher müssen unsere Motoren härtesten Belastungen standhalten, die weit über die Alltagsanforderungen hinausgehen, betont Tomas Becker, Spezialist für Statorenfertigung bei der Harmonic Drive AG. Motoren, die solch extremen Einsatzbedingungen standhalten, müssen neben besonderen Eigenschaften auch eine hervorragende Qualität aufweisen. Die Harmonic Drive AG testet daher ausnahmslos alle Motoren mittels fest definierter Kontrollschritte auf Herz und Nieren. Vor der Auslieferung werden anwendungsspezifische Bedingungen wie Klima und mechanische Belastung getestet und Typprüfungen wie Leistungs- und Lebensdauertests durchgeführt. Erklärtes Ziel ist es, die interne Entwicklung im Bereich Servotechnik weiterhin auf höchstem technischem Niveau auszubauen und mit der Erweiterung des Produktportfolios auf die steigende Nachfrage am Markt zu reagieren. Kunden der Harmonic Drive AG können sich so auch in Zukunft auf gemeinsame interessante Entwicklungsprojekte und neue innovative Produkte aus dem Bereich Servotechnik freuen. Our servo motor capability Most users recognise the Harmonic Drive AG brand, and its associations; seeing us as the transmission specialists from Limburg/Lahn, Germany. But behind the name is hidden much more than is commonly understood, much more than just backlash free and low backlash gear systems. The best example of this is our range of servo technology. The market demands placed on manufacturers of servo products are obvious; customers ask for increasingly powerful servo motors with high positioning accuracy and maximum performance in minimum space. At Harmonic Drive AG, we focus systematically on delivering these requirements and provide complete, high precision and compact drives, including the CHA and LynxDrive Series, as a result. The company produces these motors with the latest rotor and stator technology at its Limburg plant. Our advanced single tooth winding technology provides an extremely compact design in a confined space. The robust servo motor consists of a solely mechanically wound stator with an epoxy resin solid casting and a powerful rotor. We place the highest value on stability and precision. Our servo actuators have to endure significant strain, which go far beyond the everyday needs, explained Tomas Becker, a specialist in stator production at Harmonic Drive AG. Motors that can withstand such extreme conditions must also deliver high quality and robust operation. As a result Harmonic Drive AG extensively tests its products, putting them through their paces to ensure they provide precise levels of actuation. Before delivery to the customer, application specific tests such as climate and mechanical stress are completed as are performance and life tests. Our goal is to continue to expand our knowledge and expertise in servo technology to the highest technical standards and, as a result, continually expand and develop the product portfolio in an increasingly demanding market. This allows us to deliver further innovative products and applications to our customers. Vakuum-Dosieranlage zum Vergießen der Statoren Vacuum casting stators 16

17 Ganz gleich ob Standard- oder Präzisionsanforderungen, die Harmonic Drive Servomotoren eignen sich dank ihrer vielseitigen Vorteile für den Einsatz in fast allen Industriebranchen. Für spezifische Anwendungen bietet die Harmonic Drive AG auch Kompaktsysteme mit zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten bei der Wahl des Motorfeedbacksystems, der Bremse sowie diverser Kabel- und Steckeroptionen an. In Verbindung mit dem speziell auf die Bedürfnisse der Harmonic Drive Servoantriebe abgestimmten Servoregler der Baureihe YukonDrive entsteht so ein vorkonfiguriertes Antriebssystem aus einer Hand. Auf Kundenwunsch können darüber hinaus auch Motoren und Regler diverser anderer Hersteller für eine einfache und interaktive Nutzung adaptiert werden. Whether you have standard or special precision requirements, Harmonic Drive Servo Motors are ideal for use in almost all industrial sectors due to their versatility and adaptability. Harmonic Drive AG offers compact solutions with many options in the choice of the feedback system, brake and various cable and connector options to suit specific applications. The YukonDrive Servo Controller, designed to match the requirements of the Harmonic Drive Servo Actuators, completes the perfect combination of a preconfigured drive system from a single source. Upon customer request, various motors and controllers from many other manufacturers can also be simply adapted for interactive use. QUICKLINK Ralf Falk im Gespräch mit Tomas Becker In conversation with Ralf Falk and Tomas Becker 17

18 INTERVIEW INTERVIEW Ralf Falk, Leiter Konstruktion und Entwicklung Servotechnik schildert uns in diesem Interview, was sich seit der Entscheidung für eine eigene Motorenfertigung verändert hat und welche Vorteile die neuen Kompaktsysteme den Kunden der Harmonic Drive AG bieten. Here, Ralf Falk, section manager of design and development servo drives tells us what has changed since the company made its move into servo motors and explains the advantages the new compact system provides for the customers. newdrive: Herr Falk, obwohl die Harmonic Drive AG vorrangig als Getriebespezialist bekannt ist, hat sich die Geschäftsleitung vor einigen Jahren das strategische Ziel gesetzt, eine eigene Motorenfertigung aufzubauen. Was haben Sie bis heute mit Ihrem Team realisieren können? newdrive: Mr. Falk, although Harmonic Drive AG is primarily known as a gear specialist, the management team set the strategic goal a few years ago to begin building servo motors. How far has that goal progressed today? Ralf Falk: Im Bereich der Getriebefertigung wurden schon immer anspruchsvolle und maßgeschneiderte Kundenlösungen realisiert. Das war im Bereich der Servotechnik zunächst nur begrenzt möglich, da die am Markt verfügbaren Motoren nicht optimal für den Einsatz in Harmonic Drive Systemen ausgerichtet waren. Schnell haben wir realisiert, dass nur Komponenten, die nach eigenen Bedürfnissen produziert werden, eine bessere Gesamtqualität des Produkts garantieren. Durch den Aufbau einer Motorenfertigung haben wir in der Servotechnik ein völlig neues Produktionsniveau erreicht, indem wir unsere Fertigungstiefe erweitert haben und neben Serienprodukten auch Sonderprodukte anbieten können. Darüber hinaus haben wir die Möglichkeit, Kompaktsysteme nach Kundenvorgaben auszulegen, um neben alltäglichen Kundenwünschen auch komplexe Anforderungen erfüllen zu können. newdrive: Herr Falk, welchen Kundennutzen sehen Sie in den Harmonic Drive Kompaktsystemen? Ralf Falk: Wir bieten unseren Kunden mit maßgeschneiderten Kompaktsystemen den angenehmen Komfort, alles aus einer Hand zu beziehen, ohne dabei auf hohe Leistung oder gewohnte Qualität zu verzichten. Ganz im Gegenteil, denn sie profitieren beim Kauf eines Harmonic Drive Kompaktsystemes von langjähriger Erfahrung, dem Know-how unserer Mitarbeiter, Innovationen und der stetig steigenden Qualität unserer Produkte. Die einzelnen Komponenten werden bereits im Vorfeld optimal aufeinander abgestimmt und harmonisieren absolut störungsfrei miteinander, sodass eine maximale Leistung erzielt wird. Durch den direkten Zugriff auf alle benötigten Komponenten und einer beschleunigten Anpassung der Motorperformance an das Getriebe, können wir darüber hinaus deutlich schneller auf Kundenanforderungen reagieren. Die positive Resonanz unserer Kunden zeigt, dass wir mit der Entscheidung, eine eigene Motorenfertigung aufzubauen, genau richtig liegen. Ralf Falk: In the field of gear manufacturing, more sophisticated and customised solutions have already been realised. However, when we began the project one of our reasons was that there weren t really any servo motors on the market that worked perfectly with our gear systems. We have reached a whole new level of production in servo technology, by expanding our manufacturing depth. We quickly realised that only components that are produced according to our customer s needs, using our specifications, could guarantee a better overall quality and performance of our products.in addition, we can now design compact systems using our customer s exact specifications to meet their more unusual needs as well as their everyday requirements. newdrive: Mr. Falk, what customer benefits do the Harmonic Drive compact actuation solutions provide? Ralf Falk: We provide our customers tailor made compact actuators with the additional benefit that everything comes from a single source, without sacrificing high performance or quality. In fact, when buying a Harmonic Drive Compact Servo Actuator, our customers benefit from our experience, the know-how of our employees, high levels of innovation and the ever increasing quality of our products. The individual components are optimally coordinated to work together while delivering optimal performance. With direct access to all necessary components and the best in house motor to transmission design skills, we can react much faster to our customer s requirements. The positive response from our customers so far, shows that the decision to build our own motor production was exactly right. 18

19 NEUIGKEITEN NEWS Wir gratulieren We congratulate Wir gratulieren zum Jubiläum und bedanken uns für die geleistete Arbeit sowie das langjährige Vertrauen in unser Unternehmen. We would like to congratulate the below named staff for their service and thank them for their hard work and commitment to our company. Reinhard Garstecki 25-jähriges Betriebsjubiläum 25 years of service V.l.n.r.: / F.l.t.r.: Tobias Greulich, Stephan Schade, Thomas Beyer, Wilhelm Born-Fuchs 10-jähriges Betriebsjubiläum / 10 years of service Messen Fairs Wir freuen uns, Sie auf unserem Stand zu begrüßen: We look forward to welcome you at our stand: sps ipc drives November 2014 Halle 4, Stand 418 Nürnberg / Nuremberg 25 th 27 th November 2014 Hall 4, Stand

20 Deutschland Germany Harmonic Drive AG Hoenbergstraße Limburg /Lahn T F Tochtergesellschaften und Vertretungen der Harmonic Drive AG in folgenden Ländern: Harmonic Drive AG has subsidiaries and agencies in the following countries: Belgien Belgium Brasilien Brazil Dänemark Denmark Finnland Finland Frankreich France Großbritannien United Kingdom Indien India Israel Israel Italien Italy Japan Japan Niederlande The Netherlands Norwegen Norway Österreich Austria Polen Poland Russland Russia Schweden Sweden Schweiz Switzerland Spanien Spain Südafrika South Africa Tschechien Czech Republic Türkei Turkey USA U.S.A. Bildnachweise und Copyright: Alle Rechte vorbehalten. Die Rechte der verwendeten Grafiken, Bilder und genannten Marken liegen bei den jeweiligen Eigentümern. Das Copyright der Beiträge liegt beim Herausgeber. Eine Vervielfältigung oder elektronische Verarbeitung, auch in Auszügen, ist nur mit schriftlicher Zustimmung des Herausgebers gestattet. Die Harmonic Drive AG behält sich das Recht vor, die Spezifikationen der hier genannten Produkte ohne Ankündigung zu ändern oder aus dem Sortiment zu nehmen. Die hier veröffentlichten Informationen sind weiterhin nicht Bestandteil eines Vertrages. Harmonic Drive ist eine eingetragene Marke der Harmonic Drive AG. Photo Credits and Copyright: All rights reserved. The contents, images and graphics contained in this publication are protected by copyright. In addition to the copyright, logos, fonts, company and product names can also be protected by brand law and trademark law. The use of texts, extracts or graphics, even in part, requires the agreement of the publisher or rights holder. Harmonic Drive AG reserves the right to make technical changes to the products mentioned herein without prior notice. The published information does not form part of a contract. Harmonic Drive is a registered trademark of Harmonic Drive AG. Erscheinungsweise: Dreimal jährlich als Printmagazin und Online-Version Frequency: Three times a year as a print magazine and online version Herausgeber/Redaktion I Published by: Harmonic Drive AG, Hoenbergstraße 14, Limburg/Lahn, Germany T , F , Wir danken allen Mitwirkenden! We would like to thank all contributors! 20

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