谐波传动精密旋转执行器单元

旋转执行器单元是专为精密机床、工业自动化和半导体应用而设计的动力单元。它通常将 内转子无框力矩电机 与减速器和编码器等组件集成在一起,形成完整的旋转执行器单元。控制单元(驱动器)通常采用 外置驱动配置 ,以实现对连接设备的高精度运动控制。


谐波传动伺服执行器提供灵活的电压兼容性,支持 高压 AC220V 和 低压 DC48V 电源输入。它们广泛应用于需要高精度和紧凑空间集成的领域,例如:精密机床转台、高精度医疗设备、5轴激光切割系统、半导体制造设备。
根据技术设计差异,旋转执行器分为两大主要类型:

标准谐波齿轮旋转执行器

谐波旋转执行器集成高精度谐波减速器、编码器和无框力矩电机。它兼容主流外置驱动器,确保稳定性能和长期精度保持。基于 HONPINE 高精度谐波减速器和电机刚性的特点,可实现零背隙。可选功能包括多圈绝对值编码器和集成式电磁制动器。220V 版本广泛应用于精密 CNC 机床、3C 设备、精密激光加工、检测设备、印刷设备、医疗设备、玻璃抛光设备等。48V 版本广泛应用于机械臂、AGV 车辆、移动摄像云台及类似应用。

大中空轴谐波传动旋转执行器

HONPINE 大中空谐波传动执行器是标准谐波旋转执行器的升级版本,具有加大的中心通孔,可让更多电缆、气管和其他管线穿过。基于高扭矩无框力矩电机,它具备极低扭矩波动、出色的动态响应、高扭矩、高精度和高刚性。其防护等级为 IP65,特殊应用可定制 IP67。

它常用于电子和半导体设备、精密 CNC 机床、3C 设备、精密激光加工设备、LED 设备、检测系统、医疗设备、机器人和专用机械臂、印刷机械、数字印刷设备、玻璃加工设备以及精密测量仪器。

高精度 CNC 半导体机械旋转执行器

HONPINE 消隙行星减速器旋转执行器旨在满足机床级精度标准。在标准化高端测试条件下,其双向定位精度和重复定位精度优于传统行星齿轮系统、摆线减速器,甚至优于部分德国无背隙减速器。

其定位精度最高可达 5 角秒,并具有极高的扭转刚性。它内置转台轴承,适用于需要高负载能力、高精度和高刚性的机床转台、摆头、面板制造设备和测量系统。它广泛应用于工业机器人、五轴机床、高端设备和消费级机器人应用。

伺服驱动旋转执行器

谐波传动旋转执行器原理

谐波旋转执行器是一种 AC 伺服旋转执行器,将高扭矩精密谐波减速器、无框力矩电机、可选中空轴多圈绝对值光学编码器、电磁制动器和伺服驱动器集成于一个紧凑单元中。

谐波伺服旋转执行器

什么是谐波传动执行器?

谐波传动执行器 是一种将电能转换为机械能,以实现机械部件旋转运动的装置。其核心技术包括电机、谐波减速器和传感器。作为旋转执行器的核心部件,电机负责将电能转换为机械能,以实现机械部件的旋转;减速器降低电机转速并提高扭矩,以满足各种应用场景的需求;传感器则监测执行器的位置和速度,以实现闭环控制。旋转执行器广泛应用于人形机器人的各种关节和驱动部件,例如头部、颈部、腰部、手臂和腿部。通过使用旋转执行器,人形机器人可以完成行走、弯腰、抓取和操作等各种复杂动作。此外,旋转执行器还可用于其他自动化设备和智能装置,例如机床、自动化生产线和无人机。

谐波传动伺服执行器的优势

集成式设计

将高扭矩精密谐波减速器、无框力矩电机、多圈绝对值编码器(可选中空光学设计)和电磁制动器集成于紧凑单元中。与传统“谐波传动 + 伺服电机”配置相比,谐波旋转执行器在紧凑性、装配效率和整体系统可靠性方面具有明显优势。

 

易于使用

可选中空轴设计,便于电缆、气管或激光束的布设,提高系统集成灵活性。该执行器采用长寿命润滑,在运行过程中无需更换润滑脂或定期维护,可显著降低维护成本。

谐波齿轮执行器

高性能

提供高倾覆刚性、高扭矩输出和强负载能力,运行平稳稳定。每台电机在交付前均经过单独测试,以确保低振动和低噪声性能。结合谐波减速器的精度与电机刚性,实现真正的零背隙传动。

低维护

设计便于安装,并兼容标准伺服驱动器,可实现即插即用集成。在额定扭矩下可保持定位精度超过 15,000 小时,确保长期稳定运行,同时最大限度减少维护和停机时间。

谐波传动应变波减速器 旋转执行器的应用

谐波传动旋转执行器集成高精度谐波减速器、编码器和无框力矩电机。兼容主流外置驱动器,确保稳定性能和长期精度。大中空轴简化了电缆布线。其模块化设计便于进行简单、低成本的维护,即使在减速器使用寿命结束后亦是如此。防护等级为 IP65(可选 IP67),全密封、易安装、即装即用。220V 版本适用于CNC 机床、3C 设备、激光加工和医疗设备,而 48V 型号适用于机器人关节、AGV 和 PTZ 摄像机。

 

 

用于机床的精密旋转执行器

谐波 AC 伺服旋转执行器 - 常见问题

与谐波 DC 关节电机相比,谐波 AC 伺服旋转执行器具有更高的重复定位精度和刚性,是工业级谐波执行器。

答:

旋转执行器的核心原理基于谐波传动技术,通过柔性花键与刚性花键的啮合传递运动。
其结构通常由三个主要部件组成:波发生器、柔轮和刚轮。波发生器驱动柔轮产生弹性变形,并与刚轮周期性啮合。这将高速、低扭矩输入转换为低速、高扭矩输出。
这种设计减少了机械回程间隙,并提高了传动精度。此外,优化的材料和热处理工艺延长了关键部件的使用寿命。

答:

HONPINE 为每款谐波旋转执行器提供全面的技术资源, 包括:

产品目录
选型指南
尺寸图纸
3D CAD 模型
电气文档
性能数据
购买前后的技术咨询

请联系 HONPINE 销售团队索取完整的文档资料包.

答:

执行器和伺服驱动器分开安装.

应根据执行器的电机规格选择伺服驱动器, 包括:

额定电压
额定电流
转矩常数
编码器类型
通信协议

HONPINE 提供专业的驱动器选型支持, 以确保系统性能达到最佳.

答:

是.

作为专业的谐波执行器制造商, HONPINE 提供广泛的定制服务, 包括:

定制法兰尺寸
安装孔配置
空心轴尺寸
制动器选项
IP67 防水保护
连接器类型
电缆出线方向
机械接口修改

我们的工程团队与客户紧密合作, 为特定应用优化执行器集成.

答:

标准工作条件包括:

工作温度: 0–40°C
储存温度: –20–60°C
相对湿度: 20–80% RH (无凝露)
抗振性: 24.5 m/s² (10–400 Hz)
防护等级: IP65 标准
可选防护: IP67

该执行器适用于室内工业环境,且环境中无腐蚀性气体,过量粉尘,油雾和爆炸性气氛.

答:

不需要.

HONPINE 集成式谐波执行器专为免维护运行而设计.

在正常运行条件下, 用户无需:

更换润滑脂
进行定期内部维护
拆卸执行器

建议进行例行检查, 以监测振动, 运行温度和异常噪声, 用于预防性维护.

答:

HONPINE 谐波旋转执行器采用法兰安装式一体化设计, 可实现快速安装.

为获得最佳性能:

确保轴对中正确
遵循推荐的安装扭矩规格
尽可能将电缆穿过中空轴布线
根据电机规格使用兼容的伺服驱动器

与传统电机-齿轮箱组件相比, 一体化设计可显著缩短安装时间.

答:

HONPINE 伺服旋转执行器支持主流工业通信协议, 包括:

EtherCAT
CANopen

标准编码器选项包括:

多圈绝对值编码器
Tamagawa 23-bit 协议
Nikon 24-bit 协议

这些编码器选项可提供高分辨率的位置和速度反馈, 用于精确运动控制.

答:

HONPINE 旋转关节执行器广泛应用于需要高精度、紧凑安装和灵活布线的行业, 包括:

半导体设备
晶圆搬运系统
精密数控旋转工作台
激光切割和激光打标机
电子装配设备
医疗设备
手术机器人
协作机器人
工业机器人关节
检测和计量设备
印刷机械
玻璃加工设备
自动化生产线

答:

在额定运行条件下, HONPINE 谐波传动旋转执行器的定位精度可保持超过 15,000 小时.

该执行器采用密封式免维护设计, 无需定期更换润滑剂, 可在整个使用寿命周期内降低总体维护成本.

答:

HONPINE 谐波齿轮执行器具有多项关键优势:

零背隙传动
高定位精度
大中空轴设计
紧凑型一体化结构
高扭转刚度
免维护运行
标配 IP65 防护等级 (可选 IP67)
安装简便
在额定负载下使用寿命超过 15,000 个运行小时

通过专有优化算法, 与传统谐波传动系统相比, HONPINE 还显著提高了执行器的整体刚度。

答:

HONPINE 一体化谐波执行器通常包括:

高精度谐波传动减速器
无框力矩伺服电机
多圈绝对值编码器
可选电磁制动器
集成轴承系统
紧凑型外壳和密封结构

这种一体化设计可最大限度地减少装配误差,同时提高整个系统的刚性和可靠性.

答:

大型中空谐波旋转执行器具有超大通孔, 可使电缆, 气动管, 光纤, 激光束以及其他功能管线直接穿过执行器中心.

与传统实心轴旋转执行器相比, 大型中空结构具有多项优势:

电缆布线更整洁, 更有序
减少安装空间
提升设备外观
减少电缆弯折和磨损
降低信号干扰风险
更易集成到紧凑型设备中

这种设计尤其适用于协作机器人, 半导体设备, 激光加工系统和精密自动化领域.

答:

谐波旋转执行器是一种高度集成的精密运动控制单元, 将谐波减速器, 无框力矩电机, 绝对值编码器以及可选的电磁制动器集成于紧凑组件中.
与需要独立电机, 齿轮箱和联轴器的传统伺服系统不同, 集成式谐波执行器可提供完整的旋转运动解决方案, 具有高定位精度, 零背隙, 并显著简化机械设计.
HONPINE 提供标准谐波传动旋转执行器和大中空谐波旋转执行器, 适用于要求严苛的工业自动化应用.

答:

旋转执行器的节能优势主要来自两个方面:
首先,传动效率的提升减少了能量损失——例如,通过采用低摩擦涂层或优化润滑系统来降低机械摩擦。
其次,轻量化设计减轻了整体重量,从而降低了驱动电机的负载需求。

答:

在工业机器人中,旋转执行器必须满足高负载能力和高重复定位精度的要求。例如,在六轴机器人手臂中,其紧凑结构可节省安装空间,而低摩擦设计可降低能耗并支持长期连续运行。
在精密加工设备中,微米级传动精度有助于确保加工工件的高表面质量。
此外,部分型号集成了密封结构,可提升防尘防水性能,适用于汽车制造和食品加工等对洁净度要求严格的环境。

答:

谐波旋转执行器性能稳定,精度保持寿命超过 15,000 小时。
采用直驱一体化设计和全密封结构,安装简便,真正实现即插即用。
对于空间受限、负载较重且对精度要求较高的应用场景,谐波机电一体化执行器可提供理想的解决方案。

答:

扭转刚性是指在单位载荷下输出轴的变形量,反映了执行器抵抗变形的能力。
在平衡载荷条件下,扭转刚性对定位精度影响不大。然而,在偏心或不平衡载荷下,它会产生显著影响。
例如,考虑一台用于机床的170 mm回转工作台,垂直安装。如果施加一个偏心载荷为20 kg、且相对旋转中心偏移100 mm,那么在定位到90°时,该载荷在输出轴上产生的扭矩为:
20 × 9.8 × 0.1 ≈ 20 N·m
在机床回转工作台和摆头中,更高的扭转刚性可实现对更硬材料和更大切削量的加工,显著提升多轴机床的性能和效率。这对机床应用至关重要。
扭转刚性排序(由低到高)
Harmonic < RV < SPINEA摆线 = 滚子凸轮 < Sumitomo摆线 < PSC b

答:

HONPINE 谐波旋转执行器的性能参数基于真实测试数据,而市场上许多减速器和执行器公布的规格往往与实际性能存在差异。

答:

这是因为任何机械传动都涉及部件之间的间隙、摩擦和弹性变形。这些是导致定位误差的主要“罪魁祸首”。

值得注意的是,市面上许多宣称“零背隙”的齿轮箱往往具有误导性。“零背隙”并不意味着“零定位误差”。背隙只是影响精度的一个因素。即使消除了齿轮之间的背隙,轴承和联轴器等部件仍然存在间隙,而且要实现齿轮之间真正的零背隙也极其困难。

因此,在选购齿轮箱时,务必要确认其实际定位精度。

答:

简单来说,减速机的精度是指电机的旋转通过齿轮箱传递后,实际输出位置与理论位置之间的偏差。

例如,如果电机输入180°,减速比为10:1,那么理论输出应为18°。然而,实际上,齿轮箱很少会恰好停在18°。如果它停在18.02°,那么0.02°的差值就是定位误差。将其换算成更小的单位,0.02°等于1.2角分。这就是我们所说的齿轮箱定位精度误差。

答:

该谐波旋转执行器配备了符合 Tamagawa 协议的 23-bit 编码器。
该电机设计用于与 48 V 伺服驱动器配合工作。客户可以使用他们自己的兼容 Tamagawa 的编码器, 或者 HONPINE 可提供外部驱动器, 以增加便利性。

答:

HONPINE配备了两个综合测试台,额定范围分别为0–100 N·m和100–1000 N·m,覆盖从11到58的全尺寸范围。
高精度功率分析仪可准确测量电流、扭矩、效率和其他参数,并自动生成性能曲线和扭矩-转速 (T-n) 曲线。
这确保所有规格参数都通过实际输出性能进行验证,而不是理论估算。另有附加设备用于精度和刚性测试。

答:

HONPINE 使用高精度功率分析仪准确测量电流, 扭矩, 效率和其他关键参数, 自动生成数据曲线和扭矩-转速 (T-n) 曲线。
所有性能数据都通过实际输出测试进行验证, 并辅以额外的精度和刚性测量设备支持, 确保规格参数可靠且真实。

答:

该谐波旋转执行器配备了符合 Tamagawa 协议的 23-bit 编码器。
该电机设计用于与 48 V 伺服驱动器配合工作。客户可以使用他们自己的兼容 Tamagawa 的编码器, 或者 HONPINE 可提供外部驱动器, 以增加便利性。

答:

HONPINE配备了两个综合测试台,额定范围分别为0–100 N·m和100–1000 N·m,覆盖从11到58的全尺寸范围。
高精度功率分析仪可准确测量电流、扭矩、效率和其他参数,并自动生成性能曲线和扭矩-转速 (T-n) 曲线。
这确保所有规格参数都通过实际输出性能进行验证,而不是理论估算。另有附加设备用于精度和刚性测试。

答:

为应对行业中的常见挑战,鸿磐推出了升级版 HAT-G 系列旋转执行器。
传统型号在负载下可能会发生变形和回弹,而 HAT-G 系列采用先进的专有控制算法,实现了超过三倍的刚性提升。在相同负载条件下,千分表偏转几乎可以忽略不计。
可选配高精度编码器,实现 ≤5 arc-seconds 的定位精度。

答:

HONPINE 使用高精度功率分析仪准确测量电流, 扭矩, 效率和其他关键参数, 自动生成数据曲线和扭矩-转速 (T-n) 曲线。
所有性能数据都通过实际输出测试进行验证, 并辅以额外的精度和刚性测量设备支持, 确保规格参数可靠且真实。

答:

使用寿命:15,000 小时
工作温度:−20 °C to +75 °C

答:

该执行器兼具高倾覆刚性、高扭矩负载能力和运行平稳的特点,并具备零背隙和低噪音。
使用寿命超过 15,000 小时,免维护且无需更换润滑剂。
中空轴设计便于电缆和气动管线的布设。兼容标准伺服驱动器,并支持即插即用安装。

答:

谐波伺服执行器广泛应用于:
机床回转工作台
激光切割系统
电子和半导体设备
精密数控机床
3C(计算机、通信、消费电子)设备
精密激光加工设备
LED制造设备
检验和测试设备
医疗设备
机器人和特种机械臂
印刷机械和喷墨设备
玻璃加工设备
精密测量仪器