Распечатать

Электропривод

Предохранительные сервотормоза фирмы mayr для двигателей RoboDrive - высокая универсальность и удельная мощность

27.10.2016

Национальный центр аэрокосмических, энергетических и транспортных исследований Германии (DLR) создал двигатели RoboDrive по новой технологии, которые сочетают в себе большую удельную мощность с достижением высокого крутящего момента - и это при минимальном весе и рабочем пространстве.

Двигатели RoboDrive были разработаны  специально для нужд робототехники. С 2005 года RoboDrive-технологии привода фирмы TQ Systems GmbH стали доступны как коммерческий продукт.

"Наши двигатели имеют самую высокую плотность крутящего момента на рынке", - поясняет дипломированный инженер Манфред Шедл (Manfred Schedl), руководитель подразделения Мехатроника TQ-Drives в компании TQ Systems GmbH. - "Таким величинам, как плавность хода, динамика и оптимальный отвод тепла особенно уделяется большое внимание из-за особенно высоких требований робототехники. Это означает, что компоновочное решение двигателя оптимизировано для удержания нагрузки и для максимальной динамики при разгоне".

В двигателях используются компактные и надежные предохранительные тормоза ROBA-servostop от компании mayr Antriebstechnik. Они, благодаря чрезвычайно тонкой конструкции и малому весу, приспособлены также к требованиям робототехники и выдерживают взыскательные условия эксплуатации без каких-либо проблем. После выключения тока или при сбое питания, тормоза обеспечивают безопасную и надежную остановку осей в любом положении и обеспечивают максимальную надежность в эксплуатации.

Высокая универсальность и удельная мощность

С комплектом "статор-ротор" конструктивного ряда ILM, с так называемым серво-комплектом (Servo-Kits), технология RoboDrive предлагает индивидуальные решения для структурно интегрированной технологии привода.

"Адаптированный к различным задачам привода серво-комплект встраивается заказчиком непосредственно в свой проект", - объясняет Манфред Шедл. - "На основе этих серво-комплектов (Servo-Kits) наши клиенты разрабатывают свои собственные актуаторы. Но мы предлагаем и разработку индивидуальных решений".

Преимущества сборочных комплектов "статор-ротор" в дополнение к малому весу и компактному компоновочному пространству, заключается прежде всего в конструкции с полым валом, который позволяет пропускать через него сигналы, среды, лучи и кабели, а также даёт возможность интегрировать элементы привода, ходовые гайки или оптику.

Наряду с комплектами Servo-Kits, как и корпусными двигателями с обычным и полым валом, в программу RoboDrive включены мотор-редукторы серий RD-HD и RD-PG, которые отличаются ведущей в отрасли удельной мощностью.

Для экономии места и веса у этих двигателей редукторы с планетарной передачей (серии RD-PG) или редукторы с волновой передачей (серии RD-HD) интегрированы непосредственно в корпус двигателя, также как различные датчики положения.

"Во всех двигателях предусмотрена возможность интеграции предохранительного тормоза ROBA-servostop", - добавляет Манфред Шедль. - "Тормоза отличаются малым наружным диаметром при одновременно большом диаметре отверстия для конструкции с полым валом. Приспособленные для конкретного двигателя тормоза имеют длину только 10-15 мм и очень легкие. Добавьте к этому, что тормоза в магнитном приведении в действие очень быстрые: со временем переключения 8-15 миллисекунд, что в 5 – 10 раз быстрее, чем у других тормозов ".

Безопасность по принципу отказобезопасности (Fail-Safe-Prinzip)

При разработке тормозов с облегченной конструкцией mayr Antriebstechnik может опираться на многолетний опыт сотрудничества с Национальным центром аэрокосмических, энергетических и транспортных исследований Германии.

"Наши тормоза с облегченной конструкцией, которые появились около 20-ти лет назад в ходе исследовательского проекта LBR II, сегодня утвердились, как востребованное стандартное решение и доказывают свою состоятельность каждый день в бесчисленных робототехнических приложениях по всему миру", - объясняет Хельмут Кляйнхайнц (Helmut Kleinheinz), руководитель отдела продаж фирмы mayr Antriebstechnik в Мауэрштеттене (Mauerstetten). -  "Вызов сегодня заключается в том, чтобы эффективно решать различные конструктивные ситуации через рациональный модульный принцип".

Тормоза ROBA-servostop - электромагнитные, пружинные тормоза, приводимые в действие током покоя, которые работают по принципу отказобезопасности (Fail-Safe-Prinzip): в обесточенном состоянии винтовые пружины давят на диск якоря. Ротор с фрикционными накладками, который привинчен непосредственно к части конструкции клиента, удерживается между диском якоря и тормозным диском. Когда питание включено, создается магнитное поле. Диск якоря, преодолевая усилие пружин, прижимается к корпусу катушки. Ротор свободен и двигатель может крутить вал.

Принцип отказобезопасности (Fail-Safe-Prinzip) означает, что если отключено напряжение, произошел сбой питания или аварийный останов, то тормоз надежно и безопасно тормозит и сохраняет оси в любом положении. Это служит защитой людей и конструкций и, к примеру, для промышленных роботов, которые сотрудничают в производственных линиях с людьми, это столь же важно, как и в медицинской технике. Если, например, во время работы выходит из строя электричество, роботизированный манипулятор, который осуществляет операцию, сразу же немедленно останавливается и не должен неконтролируемо упасть или врезаться.

Прочный и надежный

Предохранительные тормоза от mayr Antriebstechnik разработаны специально для высоких требований робототехники и обеспечивают надежные, постоянные моменты удержания на протяжении всего срока службы.

Они обладают высокой удельной мощностью, износостойкие и даже применяются в таких сложных условиях окружающей среды, как при температуре внутри двигателя до 120°С.

Тормоза к тому же отличаются высокой допустимой работой сил трения во время динамического торможения:  Обычно для сервоприводов в пользу хороших регулировочных свойств и высокой динамики выбирается соотношение нагрузки к массе (нагрузка/двигатель) от 3:1 или меньшее.

С тормозом ROBA-servostop соотношение нагрузки к массе возможно 30:1 и более за счет высокой допустимой работы сил трения и фрикционной мощности.

Простая и надежная конструкция тормозов безопасности позволяет простой, быстрый и надежный монтаж: Эксплуатационный воздушный зазор задается на заводе-изготовителе. В точном осевом позиционировании на вал двигателя нет необходимости, в отличие от тормозов с постоянными магнитами.

Тормоза ROBA-servostop всегда работают точно и надежно, на магнитный воздушный зазор не влияет  установочное положение при механическом монтаже.

"Наши тормоза подвергаются всеобъемлющим приемочным испытаниям – все проходят окончательный контроль на современных стендах, где проверяются все существенные критерии, а данные тестов постоянно архивируются", - объясняет Гельмут Кляйнхайнц. - "Это гарантирует неизменно высокое качество нашей продукции и позволяет 100-процентную прослеживаемость изделий, потому что надежность и безопасность не знают компромиссов."

Развитие продолжается

В дальнейшем компания TQ Systems GmbH с технологией RoboDrive хочет развиваться от производителя компонентов и двигателей к поставщику систем. "В настоящее время мы работаем над созданием своего собственного преобразователя, который характеризуется высокой тактовой частотой регулятора, то есть с коэффициентом в пять раз быстрее, чем доступные в настоящее время на рынке преобразователи", - Манфред Шедл заглядывает в будущее. - "Это даст еще больше для возможной динамики наших двигателей в регулировании".

Электропривод 10.10.2017 Концерн Danfoss создал лабораторию для изучения радиопомех промышленного оборудования, которая позволит тестировать приводную технику. Инвестиции в test-lab Danfoss Drives в немецком Фленсбурге составили 3 млн евро.
Электропривод 26.09.2017 Немецкие ученые разработали инновационный производственный процесс для изготовления электродвигателей. Компоненты двигателей изготавливаются из различных материалов за одну операцию с помощью аддитивных технологий.
Мнение 26.09.2017 Отставание России в сфере машиностроения может быть ликвидировано с помощью развития совместных производств и заимствований инноваций. Основу стратегии импортозамещения должны составить собственные инновационные разработки.
Электропривод 26.09.2017 Гибридные системы тяги продемонстрировала компания «Данфосс» на международной выставке «Нева-2017». Новая технология управления судовыми двигателями экономит до 25% расходуемого топлива, сокращает расходы на обслуживание силовых установок на 66% и существенно снижает вредные выбросы.
Электропривод 25.09.2017 Шведско-швейцарская группа ABB объявила о приобретении бизнес-подразделения Industrial Solutions у компании GE за 2,6 млрд долларов. По мнению главного исполнительного директора ABB, сделка позволит им усилить свою позицию на мировом рынке электрификации.
Электропривод 20.09.2017 Компания «Данфосс» представила новую версию популярного преобразователя частоты VLT. Обновленный HVAC Drive FC 102 дает свободу выбора электродвигателя, так как работает со всеми существующими технологиями: асинхронными, синхронными и SynRM приводами.