Post on 20-Mar-2020
Hohlwellenantriebe CHA
SIMODRIVE 611D®/611U® von Siemens AG
HIPERFACE® von Sick Stegmann GmbH
SIMODRIVE 611D®/611U® from Siemens AG
HIPERFACE® from Sick Stegmann GmbH
Product Description CHA
In den digitalen AC-Hohlwellenantrieben der Baureihe CHAwerden die präzisen Harmonic Drive Getriebe perfekt mithochdynamischen AC-Motoren kombiniert – unübertroffenvon Systemen mit konventioneller Getriebetechnik. Eingesetzt in anspruchsvollen industriellen Anwendungenzur Positionierung, arbeiten sie auf engstem Bauraumäußerst präzise und zuverlässig.
Durch den Einsatz eines HIPERFACE® oder Siemens kompa-tiblen Motorfeedback-Systems mit sinusförmigem Signalver-lauf ist die neue CHA-Baureihe mit Sinus/Cosinus Encoderkompatibel zu vielen auf dem Markt befindlichen digitalenAC-Servoverstärkern für Sinus/Cosinus-Motorfeedbacksy-steme, z.B. SIMODRIVE 611D/611U® und SIMOVERT-MASTERDRIVES® oder NUM MDLU.Zusätzlich bietet die Harmonic Drive AG zur Vervollständi-gung der Servoachse auch die zum CHA zugehörigen digita-len Servo-regler vom Typ SC-610 an, die sowohl als Strom-,Drehzahl- oder Positionsregler eingesetzt werden können.
The CHA Series digital AC hollow-shaft servo actuator, com-bining precision Harmonic Drive gearing with highly dyna-mic AC servo motors, offers unique features unsurpassed byconventionally geared drives. Used in highly demanding industrial servo systems it provi-des precision motion control and high torque capacity in avery compact package.
A HIPERFACE® or Siemens compatible encoder with sinusoi-dal output signals provides feedback information for theCHA Series Actuator with Sine/Cosine Encoder. The actuatoris compatible with a wide variety of currently available digi-tal servo controllers for Sine/Cosine motor feedback systems,e. g. SIMODRIVE 611D®/611U® and SIMOVERT-MASTER-DRVES® or NUM MDLU. Matching SC-610 digital servocontrollers, which can be used for current, speed or positioncontrol, are also available from Harmonic Drive AG.
Produktbeschreibung CHA
258
AbtriebslagerOutput Bearing
Hoch belastbarHigh load capacity
KippsteifHigh stiffness
Kreuzrollen- oder VierpunktlagerCross-roller- or 4-point bearing
Sinus/Cosinus EncoderSine/Cosine Encoder
1024 sinusförmige Inkrementalgebersignale1024 sinusoidal incremental output signals
Gute Regelbarkeit auch bei kleinen DrehzahlenGood controllability even at low speed
Kabellängen bis 50 mCable lengths up to 50 m
HIPERFACE® single-/multiturn Absolutencoder oder Siemens kompatibles MotorfeedbacksystemHIPERFACE® single-/multiturn absolute encoder or Siemens compatible motor feedback system
GetriebeeinbausatzGear Component Set
SpielfreiZero backlash
HohlwelleHollow-shaft
Übertragungsgenauigkeit< 1 arcminTransmission accuracy < 1 arcmin
Wiederholgenauigkeit < 6 arcsecRepeatability < 6 arcsec
AC-HohlwellenmotorAC Hollow-shaft Motor
Sinuskommutierter AC-HohlwellenmotorSine-commutated AC hollow-shaft motor
Wicklung für 320 VDC und 560 VDCWinding for 320 VDC and 560 VDC
Wicklungstemperaturüberwachung mitTemperatursensorWinding temperature monitoring via temperature sensor
WartungsfreiMaintenance free
259
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
CHA Hollow Shaft Actuators Ordering Code
Motorfeedback-System
Motor Feedback SystemBeschreibungDescription
C 1024
S 1024
M 1024
Inkrementelles Sinus/Cosinus Encodersystem
Incremental Sine/Cosine encoder system
Singleturn absolutes HIPERFACE® Encodersystem
Singleturn absolute HIPERFACE® encoder system
Multiturn absolutes HIPERFACE® Encodersystem
Multiturn absolute HIPERFACE® encoder system
BaureiheSeries
AC-Hohl--wellen-antriebCHA
BaugrößeSize
20A
32A
40A
50A
Untersetzung1)
Ratio1)WicklungWinding
Motorfeedback-SystemMotor Feedback System
BremseBrake
Option 1Option 1
Option 2Option 2
50
100
160
C 1024
S 1024
M 1024
Sensor
Optionen
Sensor
options
Kabel-
und
Stecker-
optionen
Cable
and
connector
options
L=320 V DC
H=560 V DC
B
SonderausführungSpecial Design
Nach Kunden-anfor- derung
According to
customerrequire-ments
AC-Hollow-shaft-
ActuatorCHA
CHA - 20A - 100 - H - S1024 - B - EC - K - SP
1) Vorzugstypen:CHA mit rot gedruckten Untersetzungen sind in Standardausführung in begrenzten Mengen kurzfristig lieferbar. Zwischenverkauf vorbehalten.
Tabelle / Table 259.1Kabel- und Steckeroptionen
Cable and Connector OptionsBeschreibungDescription
K
–
Axialer Kabelausgang
Cable outlet axial
Standard
Standard
Tabelle / Table 259.2
Sensor Optionen
Sensor OptionsBeschreibungDescription
AS
EC
TS
Beschleunigungssensor am Getriebeabtrieb
Acceleration sensor at the gear output
Singleturn absolutes EnDat Encodersystem am Getriebeabtrieb
Singleturn absolute EnDat encoder system at the gear output
Integrierter Drehmomentsensor
Integrated torque sensor
Tabelle / Table 259.3
Bestellbezeichnungen
1) Preferred Types:CHA with red ratios are available with standard specifications in limitedquantities ex-stock for short turn delivery, subject to prior sale.
259
260
• CPU-System mit DSP-Motor Controller und Mikrocontroller• Analoge und digitale Eingänge für Sollwertvorgabe• Drehzahl- und Stromregelung, Takt-Richtung• Auswahl von 16 bzw. 256 programmierbaren Tabellenpositionen• Variable Motorfeedback-Systeme (HIPERFACE, EnDat, Resolver)• Leistungsfähige Autotuning- und Finetuning-Funktionen• Software-Update (Firmware und Front-End) per Internet
Sinus/Cosinus (C 1024)
Sine/Cosine (C 1024)
sonstige Reglergeräte / other controllers
System Overview
• CPU-System with DSP-motor controller and micro controller• Analogue and digital demand inputs• Velocity- and current control, pulse direction• Selection of 16 or 256 programmable pre-set positions• Variable motor feedback systems (HIPERFACE, EnDat, Resolver)• Enhanced auto-tune and fine-tune functions• Software-Update (Firmware and Front End) via Internet
SC-610 - Servo Controllers
Hohlwellenantriebe CHA
Servoregler SC-610
Systemübersicht
260
261
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
Wicklungen für Vcc =320 VDC und 560 VDCMotorfeedbacksysteme:
Inkrementeller Sinus/Cosinus 1 Vpp 1024 pprSingleturn absolut HIPERFACE EncoderMultiturn absolut HIPERFACE Encoder
Kompaktes Antriebsdesign
Bis zu 20% höhere Torsionssteifigkeit
Bis zu 40% höheres Beschleunigungsdrehmoment
Verbesserte Abtriebslagerkapazität und Genauigkeit
Kompletter Korrosionsschutz
Anschlusskompatibel zur Baureihe CPU
Reduzierte Hystereseverluste
Variable Sensorik für flexible Regleranbindung
Absolutes Positionieren ohne Referenzfahrt
Sinus/Cosinus Encoder für bessere Regelbarkeit
Compact design
Torsional stiffness increased by up to 20%
Acceleration torque increased by up to 40%
Improved output bearing capacity and accuracy
Complete corrosion protection
Compatible mounting dimensions to CPU Series
Reduced hysteresis loss
Variable sensors for use with different controllers
Absolute positioning without homing
Sine/Cosine Encoder for improved control performance
Mögliche Konfiguration des CHA
Windings for Vcc =320 VDC and 560 VDCMotor feedback systems:
Incremental Sine/Cosine encoder1 Vpp 1024 pprSingleturn absolute HIPERFACE encoder Multiturn absolute HIPERFACE encoder
Possible variants of the CHA series
Advantages of the CHA seriesProduktvorteile des CHA
CHA Hollow Shaft Actuators
261
262
Bemerkungen:Wenn nicht anders gekennzeichnet, beziehen sichdie angegebenen Werte in Tabelle 263.1 und264.1 auf eine Übertemperatur der Wicklung von100 K bei einer Umgebungstemperatur von 40°C.Die Werte in Tabelle 263.1 und 264.1 gelten fürAntriebe, die auf einer Aluminiumgrundplatte mitfolgenden Abmessungen montiert sind:
CHA-20: 300 x 300 x 15 [mm]CHA-32: 350 x 350 x 18 [mm]CHA-40: 400 x 400 x 20 [mm]CHA-50: 500 x 500 x 25 [mm]
Please note:If not otherwise mentioned, the indicated valuesgiven in table 263.1 and table 264.1 refer to atemperature rise of the winding of 100 K at anambient temperature of 40°C. All values given intable 263.1 and 264.1 refer to actuators mount-ed on an aluminium plate with the followingdimensions:
CHA-20: 300 x 300 x 15 [mm]CHA-32: 350 x 350 x 18 [mm]CHA-40: 400 x 400 x 20 [mm]CHA-50: 500 x 500 x 25 [mm]
Technical Data
Leistungsdaten Rating Table
Erregung PermanentmagnetIsolationsklasse F (VDE 0530)Isolationswiderstand 100 M bei 500 VDCIsolationsspannung 2500 VAC (10s) Schmierung Harmonic Drive Fett SK-1ASchutzart IP 65 (VDE 0470)Umgebungstemperatur Betrieb: 0°C bis +40°C
Lagerung: -20°C bis +60°CRelative Luftfeuchtigkeit 20 % bis 80 % ohne KondensationVibrationsbeständigkeit 10 Hz bis 400 Hz, max. 2,5 g
(DIN IEC 68 Teil 2-6)Schockfestigkeit 30 g, 11 ms
(DIN IEC 68 Teil 2-27)Temperatursensor KTY 84-130
PTC 116-K13-145°C
Excitation Permanent magnetInsulation class F (VDE 0530)Insulation resistance 100 M bei 500 VDCInsulation voltage 2500 VAC (10s)Lubrication Harmonic Drive SK-1A Grease Protection class IP 65 (VDE 0470)Ambient temperature Operation: 0°C to +40°C
Storage: -20°C to +60°CRelative humidity 20 % to 80 % without condensationVibration resistance 10 Hz to 400 Hz, max. 2,5 g
(DIN IEC 68 part 2-6)Shock resistance 30 g, 11 ms
(DIN IEC 68 part 2-27)Temperature sensor KTY 84-130
PTC 116-K13-145°C
Hohlwellenantriebe CHATechnische Daten
262
Ω Ω
263
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
CHA-20A CHA-32A1)AntriebActuator
EinheitUnit
Tabelle / Table 263.1
CHA Hollow Shaft Actuators
263
UntersetzungRatioMaximales DrehmomentMaximum output torqueMaximale DrehzahlMaximum output speedStillstandsdrehmoment Continuous stall torqueMaximalstromMaximum currentStillstandsstromContinuous stall currentLastfreier AnlaufstromNo load starting currentLeerlaufstromkonstante (30°C)No load current constant (30°C)Leerlaufstromkonstante (80°C)No load current constant (80°C)EntmagnetisierungsstromDemagnetisation currentDrehmomentkonstante (Abtrieb)Torque constant (at output)Drehmomentkonstante (Motor)Torque constant (Motor)AC-Spannungskonstante AC-voltage constant Anschluss-Spannungskonstante (20°C)Terminal voltage constant (20°C)GrundwellenausgangsspannungFundamental wave output voltageMechanische ZeitkonstanteMechanical time constantElektrische ZeitkonstanteElectrical time constantMassenträgheitsmoment ohne Bremse (Abtrieb)Moment of inertia without brake (at output)Massenträgheitsmoment mit Bremse (Abtrieb)Moment of inertia with brake (at output)Massenträgheitsmoment motorseitig (mit Bremse)Moment of inertia at motor (with brake)Massenträgheitsmoment Motor ohne WG (mit Bremse)Motor moment of inertia without WG (with brake)Motor Max. DrehzahlMotor maximum speedMotor BemessungsdrehzahlContinuous motor speedAnschlusswiderstand Terminal resistance Anschlussinduktivität Terminal inductancePolpaar AnzahlNumber of pole pairsBremsenspannungBrake voltageHaltemoment BremseBrake holding torqueÖffnungsstrom BremseBrake current to openHaltestrom der BremseBrake current to holdAnzahl Bremsungen bei n = 0 minPermissible number of brake cycles at n = 0 rpmAnzahl NotbremsungenPermissible number of emergency brake cyclesGewicht ohne BremseWeight without brakeGewicht mit BremseWeight with brake
Nm
min-1 /rpm
Nm
Arms
Arms
Arms
10-3A/min-1
10-3A/rpm
10-3A/min-1
10-3A/rpm
A
Nm/A
Nm/A
Vrms/1000 min-1
Vrms/1000 rpm
Vpk/1000 min-1
Vpk/1000 rpm
V
ms
ms
kgm2
kgm2
kgm2 x 10-4
kgm2 x 10-4
min-1/rpm
min-1/rpm
Ω (20°C)
mH
V
Nm
A
A
kg
kg
50
56
120
31
3,9
2,0
0,2
3.4
1,0
17,2
0,28
0,35
45
100
82
60
49
2,8
1,5
0,17
6,3
1,8
7
36,8
0,37
23
34
220
11,3
0,6
1,12
1,39
1,12 (1,39)
0,94 (1,21)
6000
4500
6,8
6,0
5
24
82
0,6
0,4
100000
200
3,2
3,9
160
92
37,5
49
2,1
1,0
0,15
10,7
3,2
57,6
2,86
3,55
92
50
216
96
71
10,0
3,4
0,3
10,4
3,2
22,9
1,22
1,47
90
100
333
48
150
7,5
3,4
0,2
20,8
6,7
15
46,8
0,54
32
50
220
13,6
0,8
4,90
5,88
4,90 (5,88)
3,18 (4,16)
4800
3500
3,6
4,5
6
24
180
0,6
0,4
100000
200
6,6
7,8
160
372
30
216
5,3
3,0
0,18
34
10,7
76,6
12,5
15,0
288
1) Vorläufige technische Daten1) Preliminary technical data
Siehe „Erläuterungen zu Technischen Daten“ im Kapitel „Projektierung mit Harmonic Drive Servoantrieben”.Please refer to the notes on “Understanding the Technical Data” in section “Engineering Data for Harmonic Drive Servo Actuators”.
264
Siehe „Erläuterungen zu Technischen Daten“ im Kapitel „Projektierung mit Harmonic Drive Servoantrieben”.Please refer to the notes on “Understanding the Technical Data” in section “Engineering Data for Harmonic Drive Servo Actuators”.
Hohlwellenantriebe CHA
264
CHA-40A CHA-50A1)AntriebActuator
EinheitUnit
Tabelle / Table 264.1
UntersetzungRatioMaximales DrehmomentMaximum output torqueMaximale DrehzahlMaximum output speedStillstandsdrehmoment Continuous stall torqueMaximalstromMaximum currentStillstandsstromContinuous stall currentLastfreier AnlaufstromNo load starting currentLeerlaufstromkonstante (30°C)No load current constant (30°C)Leerlaufstromkonstante (80°C)No load current constant (80°C)EntmagnetisierungsstromDemagnetisation currentDrehmomentkonstante (Abtrieb)Torque constant (at output)Drehmomentkonstante (Motor)Torque constant (Motor)AC-Spannungskonstante AC-voltage constant Anschluss-Spannungskonstante (20°C)Terminal voltage constant (20°C)GrundwellenausgangsspannungFundamental wave output voltageMechanische ZeitkonstanteMechanical time constantElektrische ZeitkonstanteElectrical time constantMassenträgheitsmoment ohne Bremse (Abtrieb)Moment of inertia without brake (at output)Massenträgheitsmoment mit Bremse (Abtrieb)Moment of inertia with brake (at output)Massenträgheitsmoment motorseitig (mit Bremse)Moment of inertia at motor (with brake)Massenträgheitsmoment Motor ohne WG (mit Bremse)Motor moment of inertia without WG (with brake)Motor Max. DrehzahlMotor maximum speedMotor BemessungsdrehzahlContinuous motor speedAnschlusswiderstand Terminal resistance Anschlussinduktivität Terminal inductancePolpaar AnzahlNumber of pole pairsBremsenspannungBrake voltageHaltemoment Bremse Brake holding torqueÖffnungsstrom BremseBrake current to openHaltestrom der BremseBrake current to holdAnzahl Bremsungen bei n = 0 min-1
Permissible number of brake cycles at n = 0 rpmAnzahl NotbremsungenPermissible number of emergency brake cyclesGewicht ohne BremseWeight without brakeGewicht mit BremseWeight with brake
Nm
min-1 /rpm
Nm
Arms
Arms
Arms
10-3A/min-1
10-3A/rpm
10-3A/min-1
10-3A/rpm
A
Nm/A
Nm/A
Vrms/1000 min-1
Vrms/1000 rpm
Vpk/1000 min-1
Vpk/1000 rpm
V
ms
ms
kgm2
kgm2
kgm2 x 10-4
kgm2 x 10-4
min-1/rpm
min-1/rpm
Ω (20°C)
mH
V
Nm
A
A
kg
kg
50
402
80
128
12,0
3,6
0,3
12,5
3,8
38,8
3,1
3,55
225
100
568
40
240
8,4
3,4
0,2
25
7,5
18
75
0,82
49
75
220
11,8
0,8
12,3
14,2
12,3 (14,2)
8,01 (9,91)
4000
3000
2,8
5,0
6
24
450
0,8
0,5
100000
200
11,7
13,8
160
647
25
384
6,1
3,4
0,2
40
12
120
31,4
36,3
647
50
715
70
210
11,2
3,2
0,3
12,8
4,3
72
6,62
7,30
225
100
980
35
420
7,6
3,1
0,2
25,7
8,6
18
145
1,56
94
143
430
8,5
1,8
26,5
29,2
26,5 (29,2)
13,9 (16,6)
3800
2500
3,6
9,7
6
24
450
0,8
0,5
100000
200
19,9
23,5
160
1180
22
672
5,8
3,1
0,18
41,8
12,3
230
67,8
74,7
720
1) Vorläufige technische Daten1) Preliminary technical data
265
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
CHA Hollow Shaft Actuators
265
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 20 40 60 80
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Performance Characteristics
Refering to above mentioned fundamentalwave output voltage.
Leistungscharakteristik
Bezogen auf die angegebene Grundwellenausgangsspannung.
CHA-20A-100
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 25 50 75 100 125 150
60
50
40
30
20
10
0
CHA-20A-50
S3-25% ED
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb / Intermittent Duty
Intermittierender Betrieb / Intermittent Duty
S3-50% ED
S3-50% ED
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 20 40 60 80 100 120
250
200
150
100
50
0
CHA-32A-50
S3-25% ED
220 V
Intermittierender Betrieb / Intermittent Duty
S3-50% ED
Baugröße 20 und 32 Size 20 and 32
Abb. / Fig. 265.1
DauerbetriebContinuous Duty
DauerbetriebContinuous Duty Dauerbetrieb
Continuous Duty
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 10 20 30 40 50
350
300
250
200
150
100
50
0
CHA-32A-100
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb / Intermittent Duty
S3-50% ED
DauerbetriebContinuous Duty
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 10 20 30 40
10090
80
70
60
50
40
30
20
100
CHA-20A-160
DauerbetriebContinuous Duty
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb / Intermittent Duty
S3-50% ED
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]220 V430 V
0 10 20 30 40
400
350
300
250
200
150
100
50
0
CHA-32A-160
DauerbetriebContinuous Duty
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb / Intermittent Duty
S3-50% ED
220 V430 V
220 V430 V220 V
220 V
220 V
220 V
266
Hohlwellenantriebe CHA
266
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 20 40 60 80 100
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
CHA-40A-50
DauerbetriebContinuous Duty
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb Intermittent Duty
S3-50% ED
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 10 20 30 40 50
600
500
400
300
200
100
0
CHA-40A-100
DauerbetriebContinuous Duty
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb Intermittent Duty
S3-50% ED
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 5 10 15 20 25
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
CHA-50A-160
DauerbetriebContinuous Duty
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb Intermittent Duty
S3-50% ED
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 10 20 30 40
1200
1000
800
600
400
200
0
CHA-50A-100
DauerbetriebContinuous Duty
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb Intermittent Duty
S3-50% ED
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 10 20 30 40 50 60 70 80
800
700
600
500
400
300
200
100
0
CHA-50A-50
DauerbetriebContinuous Duty
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb Intermittent Duty
S3-50% ED
Baugröße 40 und 50 Size 40 and 50
Abb. / Fig. 266.1
Dre
hmom
ent
[Nm
]/
Tor
que
[Nm
]
Drehzahl [min-1] / Speed [rpm]0 5 10 15 20 25 30
700
600
500
400
300
200
100
0
CHA-40A-160
S3-25% ED
Intermittierender Betrieb / Intermittent Duty
S3-50% ED
DauerbetriebContinuous Duty
220 V430 V 430 V
430 V
430 V
220 V430 V
220 V430 V
220 V
220 V
220 V
267
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
Abmessungen Dimensions
Lohne Bremse without brake
L1mit Bremse with brake
Abmessungen Dimensions
CHA-20A-L Stecker / Connector
A A B B
CHA-20A-HStecker / Connector
CHA-20A-xxx-y-C1024 (-B)
CHA-20A-xxx-y-S1024 (-B)
CHA-20A-xxx-y-M1024 (-B)
118
118
118
138
138
138
–
UC-12P
UC-12P
–
SC-7EP
SC-7EP
UC-17P
–
–
SC-5EP
–
–
Lohne Bremse without brake
L1mit Bremse with brake
Abmessungen Dimensions
CHA-32A-L Stecker / Connector
A A B B
CHA-32A-HStecker / Connector
CHA-32A-xxx-y-C1024 (-B)
CHA-32A-xxx-y-S1024 (-B)
CHA-32A-xxx-y-M1024 (-B)
143
143
143
162
162
162
–
UC-12P
UC-12P
–
SC-7EP
SC-7EP
UC-17P
–
–
SC-5EP
–
–
CHA-20A
CHA-32A
Tabelle / Table 267.2
Tabelle / Table 267.4
[mm]
Abb. / Fig. 267.1 [mm]
Abb. / Fig. 267.3
Maßstabsgerechte CAD-Zeichnungen im 2D- oder 3D-Format stellenwir Ihnen gerne auf Anfrage zur Verfügung. Sie können diese auch vonunserer Homepage www.harmonicdrive.de herunterladen.
The appropriate CAD drawings as 2D- or 3D-files can be providedon request. They are also available for downloading from our homepage: www.harmonicdrive.de.
CHA Hollow Shaft Actuators
267
268
Hohlwellenantriebe CHA
Lohne Bremse without brake
L1mit Bremse with brake
Abmessungen Dimensions
CHA-40A-L Stecker / Connector
A A B B
CHA-40A-HStecker / Connector
CHA-40A-xxx-y-C1024 (-B)
CHA-40A-xxx-y-S1024 (-B)
CHA-40A-xxx-y-M1024 (-B)
158
158
158
177
177
177
–
UC-12P
UC-12P
–
SC-7EP
SC-7EP
UC-17P
–
–
SC-5EP
–
–
Lohne Bremse without brake
L1mit Bremse with brake
Abmessungen Dimensions
CHA-50A-L Stecker / Connector
A A B B
CHA-50A-HStecker / Connector
CHA-50A-xxx-y-C1024 (-B)
CHA-50A-xxx-y-S1024 (-B)
CHA-50A-xxx-y-M1024 (-B)
187
187
187
206
206
206
–
UC-12P
UC-12P
–
SC-7EP
SC-7EP
UC-17P
–
–
SC-5EP
–
–
CHA-40A
CHA-50A
Tabelle / Table 268.2
Tabelle / Table 268.4
[mm]
Abb. / Fig. 268.1 [mm]
Abb. / Fig. 268.3
268
Maßstabsgerechte CAD-Zeichnungen im 2D- oder 3D-Format stellenwir Ihnen gerne auf Anfrage zur Verfügung. Sie können diese auch vonunserer Homepage www.harmonicdrive.de herunterladen.
The appropriate CAD drawings as 2D-or 3D-files can be providedon request. They are also available for downloading from our homepage: www.harmonicdrive.de.
269
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
Kabelspezifikation
Typ Type EinheitUnit
MotorkabelMotor Cable
MotorkabelMotor Cable
EncoderkabelEncoder Cable
Siemens Encoder
EncoderkabelEncoder Cable
HIPERFACE Encoder
KabelspezifikationCable Specification
KabelverlängerungCable Extension
(4x0,5+2x(2x0,25))
100
180
7
600/1000
300
4000
1000
- 30 / + 90
- 40 / + 90
Polyurethan
Polyurethane
VDE 0472-803
DESINA orange
RAL 2003
< 9,5
270611
UL/CSA
30
(3x(2x0,14)+4x0,14+4
x0,25+2x0,5)
100
220
10
–
300
–
1000
- 40 / + 80
- 50 / + 90
Polyurethan
Polyurethane
VDE 0472-803
DESINA grün
light green RAL 6018
< 10
270441
UL/CSA
30
(4x1,5+2x(2x0,75))
100
180
7
600/1000
300
4000
1000
- 40 / + 80
- 50 / + 90
Polyurethan
Polyurethane
VDE 0472-803
DESINA orange
RAL 2003
< 12,5
270407
UL/CSA
30
(3x(2x0,14)+
4x0,14+2x0,5)
100
220
10
–
300
–
1000
- 40 / + 80
- 50 / + 90
Polyurethan
Polyurethane
VDE 0472-803
DESINA grün
light green RAL 6018
< 9
270406
UL/CSA
30
Aufbau Configuration
Min. Biegeradius Min. Bending Radius
Max. Geschwindigkeit Max. Speed
Max. Beschleunigung Max. Acceleration
Nennspannung Rated Voltage
- Leistungsader - Power
- Signalader - Signal
Prüfspannung Test Voltage
- Leistungsader - Power
- Signalader - Signal
Umgebungstemperatur Ambient Temperature
- Betrieb - Operating
- Lagerung - Storage
Mantel Jacket
Ölbeständigkeit Oil resistance
Farbe Colour
Durchmesser Diameter
Teilenummer Part No.
Zulassung Approvals
Max. Torsion Max. Torsion
Cable Specification
mm2
mm
m/min
m/s2
V
V
V
V
°C
°C
mm
°/m
Tabelle / Table 269.1
CHA Hollow Shaft Actuators
269
270
Hohlwellenantriebe CHA
Spannungs-versorgung
Power Supply 5 V ± 10 % ; max. 150 mA
Incremental SignalsInkrementalsignale
Referenzsignal
1024 x A + B; 1 Vss ± 25 %; Zo = 120
2 annähernd sinusförmige Signale.A nacheilend zu B bei rechtsdrehendem
Abtriebsflansch
(ohne Last)(without load)
2 sinusoidal signals A and B.A lags B with clockwise rotation of the
output flange
Reference SignalR : 0,5 V Zo = 120
1 Signal R pro Umdrehung 1 signal R per revolution
Kommutierungs-signale
Commutation Signals
C + D; 1 Vss ± 25 %; R3 = 1 k
2 annähernd sinusförmige Signale C und D alsSinus und Cosinus mit einer Signalperiode pro
Umdrehung
2 sinusoidal signals C and D as sine and cosinewith one signal period per revolution
Kabellänge Cable Length 50 m max. (with sense)
U01 = U02 = 2,5 V ± 20% Ra 100
R1A+,B+,R+
Ra/2
Ra/2
Ra/2
Ra/2
U01
C+,D+
C-,D-
0
0
0
0
0
0
A
B
R
C
D
R
U[V] 360°el.=360° mech.
1024
45°el.
360°el.= 360°mech.
180°el. ± 90°el.
R1
R1
R1
R2
R2
R2
R2
U02
U02
R3
Z0
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
Signalverlauf 1)
Signal Wave Form1)Ausgangs-/EingangsbeschaltungOutput/Input Circuit
1) Bei Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinn und Blick auf den Abtriebsflansch. For rotation in counter-clockwise direction, looking at the output flange.
Dieses Motorfeedback-System basiert auf einem optischen, inkre-mentellen Drehgeber mit analoger Kommutierungsspur und stelltdie Kompatibilität zu SIMODRIVE 611D®/611U®, SIMOVERTMASTERDRIVES® her.
This motor feedback system is based on an optical incre-mental encoder with analogue commutation track and pro-vides compatibility with SIMODRIVE 611D®/611U®, SIMO-VERT MASTERDRIVES®.
Technische Daten Technical Data
Inkrementeller Sinus/Cosinus Encoder (C1024) Incremental Sine/Cosine Encoder (C1024)
Motor Feedback Systems
Tabelle / Table 270.1
Abb. / Fig. 270.3Abb. / Fig. 270.2
Motorfeedback-Systeme
270
Ω
Ω
Ω
Ω≤
271
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
HIPERFACE® compatible Sine/Cosine Encoder (S/M1024)
HIPERFACE® kompatibler Sinus/Cosinus Encoder (S/M1024)
Spannungs-versorgung
Encoder
Power supply
Encoder
7 ... 12 V ; <110 mA ohne Last 7 ... 12 V ; <110 mA without load
Incremental signals- Signal peak/peak- Signal offset
Inkrementalsignale- Signal Spitze/Spitze- Signal-Offset
Singleturn absolutSchrittzahl
Multiturn absolutSchrittzahl
Codetyp
Typkennung 22H 27H
ProzessdatenkanalSIN, REFSIN, COS,REFCOS
ParameterkanalRS 485
Freier Speicherbereich im EEPROM
Parameter channelRS 485
Available memory inEEPROM
digital
128 Byte
Process data channelSIN, REFSIN, COS,REFCOS
1024 x SIN, COS0,8 ... 1,1 V2,2 ... 2,8 V
2 annähernd sinusförmige Signale.SIN nacheilend zu COS bei
linksdrehendem Abtriebsflansch
binär (steigend bei linksdrehendemAbtriebsflansch)
analog, differenzial
binary (increasing at ccw direction of the output flange)
analogue, differential
2 sinusoidal signals A and B.SIN lags COS with counter-clockwise
rotation of the output flange
Singleturn absolutesteps
Multiturn absolute steps
Code type
32768 (15 bit) 32768 (15 bit)
– 4096 (12 bit)
Technische Daten Technical Data
The HIPERFACE® encoder system used by the HarmonicDrive AG can be considered as a mixture of an incrementaland an absolute encoder. The absolute value is initiallyformed only when the device is switched on and is commu-nicated to an external counter via an RS 485 interface. Thecounter continues to count incrementally from this absolutevalue using the incremental output signals. The user canselect between a singleturn absolute or a multiturn absolutevariant.
Compared to other encoder systems, the CHA withHIPERFACE® compatible Sine/Cosine encoder offers the fol-lowing advantages:
Less wiring effortHigh information density due to interpolation of theSine/Cosine signalsInformation on the EEPROM of the encoder can be stored and read
In addition to this, the CHA actuator with multiturn absoluteHIPERFACE® compatible Sine/Cosine encoder provides even more advantages:
No homing cycle necessary as is the case for incremen-tal encoder systems.No limit switches required since the absolute position of the output flange is known. Increased safety since absolute value and incrementalencoder signals are given independently of each other.
Das von der Harmonic Drive AG eingesetzte HIPERFACE®Encodersystem ist eine Mischung aus Inkremental- undAbsolutwertencoder. Der Absolutwert wird beim Einschaltendes Gerätes gebildet und über die RS 485 Schnittstelleeinem externen Zähler mitgeteilt, der dann von diesemAbsolutwert ausgehend, inkrementell mit der Sinus/Cosinus-Spur weiterzählt. Optional kann zwischen einer Singleturnabsoluten oder Multiturn absoluten Variante gewählt wer-den.
Der CHA mit HIPERFACE® kompatiblem Sinus/CosinusEncoder bietet dem Endanwender nachfolgende Vorteilegegenüber bisherigen Encodersystemen:
geringerer Verkabelungsaufwandhoher Informationsgehalt durch Interpolation des Sinus/Cosinus-SignalsSpeichern und Lesen von Daten auf dem im Encoder integrierten EEPROM
Der CHA mit Multiturn absolutem HIPERFACE® kompati-blem Sinus/Cosinus Encoder bietet darüber hinaus nochweitere Vorteile:
Wegfall der bei inkrementellen Systemen notwendigen Referenzfahrt.Wegfall der Endschalter, da die absolute Position desAbtriebsflansches bekannt ist. Erhöhung der Anlagensicherheit, da Absolutwert undInkrementalgebersignale unabhängig voneinander aus-gegeben werden.
Singleturn absolute / singleturn absolute Multiturn absolute / multiturn absolute
Type code
Tabelle / Table 271.1
CHA Hollow Shaft Actuators
271
272
Parameter ChannelThe parameter channel is an asynchronous, half duplex inter-face which corresponds physically to the EIA RS 485 stan-dard. The transmission protocol, as well as the commands,are identical with the commands of the HIPERFACE® para-meter channel which has been standardized by SickStegmann GmbH.
Serial Interface ConfigurationEach HIPERFACE® compatible Sine/Cosine encoder used byHarmonic Drive AG is set to the default values for one secondafter it has been switched on or after carrying out an enco-derreset. If during this second plausible information is recei-ved, then the default setting will be maintained.If no plausible information occurs during this second, thenthe user-defined configuration is accepted. The factory set-ting is according to the default values.
BUS-Encoder
BUS-Encoder
1 = Standard (Default)0 = BUS
00 = 8 Data bits, no10 = 8 Data bits, ungleich // odd (Default) 11 = 8 Data bits, gleich / even
000 = 600001 = 1200010 = 2400011 = 4800100 = 9600 (Default)101 = 19200
0 = 1 * 11 / Baud rate1 = 4 * 11/Baud rate (Default)
Time out
Baud rate
Serielle SchnittstellenkonfigurationGrundsätzlich ist jeder von uns eingesetzte HIPERFACE®kompatible Sinus/Cosinus-Encoder nach dem Einschaltenfür die Dauer von einer Sekunde auf die Defaultwerte ein-gestellt. Tritt während dieser Sekunde eine plausibleInformation ein, so bleibt die „Default-Einstellung“ erhalten. Trifft während dieser Sekunde keine plausible Informationein, so wird die benutzerspezifische Schnittstellen-Konfigurationübernommen. Im Auslieferungszustand ent-spricht die benutzerspezifische Konfiguration gleich derDefaulteinstellung.
ParameterkanalDer Parameterkanal ist eine asynchrone, halbduplexSchnittstelle, die physikalisch der EIA RS 485 entspricht.Das Übertragungsprotokoll sowie der Befehlssatz sind iden-tisch mit dem von der Sick Stegmann GmbH standardisier-ten HIPERFACE®-Parameterkanal.
Signalverlauf 1)
Signal Wave Form 1)Empfohlene Empfängerschaltung
Recommended Receiver Circuit
1) Bei Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinn und Blick auf den Abtriebsflansch. 1) For rotation in counter-clockwise direction, looking at the output flange.
Abb. / Fig. 272.1
Tabelle / Table 272.4Abb. / Fig. 272.3
Abb. / Fig. 272.2
Hohlwellenantriebe CHA
272
273
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
CHA Hollow Shaft Actuators
AntriebsparametrierungVor der Inbetriebnahme des CHA Hohlwellenantriebes mitHIPERFACE® kompatiblem Sinus/Cosinus Encoder amServoregler müssen die antriebsspezifischen Daten nachTabellen 263.1 und 264.1 zum Betrieb bzw. zum Schutz desAC-Hohlwellenantriebes im Fremdregler gespeichert wer-den.
Diese namhaften Hersteller bieten Ihnen HIPERFACE®:
Drive parameter settingThe drive parameters, according to tables 263.1 and 264.1for operation and protection of the CHA Hollow-shaft actua-tor with HIPERFACE® compatible Sine/Cosine encoder mustbe stored in the servo controller before putting the actuatorinto operation.
The following well-known manufacturers can supply equip-ment with the HIPERFACE® interface:
273
274
CHA-H-C1024 with Incremental Encoder
The motor and encoder connections of the CHA-H-C1024with Siemens compatible Sine/Cosine encoder are suppliedwith connectors. These connectors are compatible with the1FT6xxx series motors from Siemens AG.
The power and brake connections are provided via the powerconnector. Direct connection to the three-phase AC supply isnot allowed and will lead to the destruction of the motor.Check for the correct phase sequence!The CHA servo actuator may only be operated from a pro-perly matched pulse-width-modulation inverter.
Hohlwellenantriebe CHACHA-H-C1024 mit inkrementellem Encoder
Die Motor- und Encoderanschlussleitungen beim CHA-H-C1024mit Siemens kompatiblem Sinus/Cosinus Encoder sind mitAnschluss-Steckern versehen. Die verwendeten Stecker sind kom-patibel zur Motorenbaureihe 1FT6xxx der Siemens AG.
Leistungs- und Bremsenanschluss erfolgen über denLeistungsstecker. Ein direkter Anschluss an das Drehstromnetzist nicht erlaubt und führt zur Zerstörung des Servomotors. Aufrichtige Phasenfolge ist zu achten! Der CHA Servoantrieb darfnur mit einem leistungsmäßig abgestimmten Pulswechselrichterbetrieben werden.
Signal connections
The encoder system and temperature sensor are connectedvia the standard signal connector. During commissioning please pay attention to compatibilitybetween the encoder and temperature sensor with the signalprocessing circuit. The encoder contains electrostatically sen-sitive components.
1) Kabelkupplungen gehören nicht zum Lieferumfang und müssen separat bestellt werden. 1) Cable plugs are not part of the delivery components. These must be ordered separately.
Stecker-Stift Connector Pin 1 2 3 4 5 6
Motorphase Motor Phase U V PE W
Bremse Brake – – – BR+ BR– –
––
Kabel Cable rotred
schwarzblack
grün / gelbgreen / yellow
weißwhite
braunbrown
weißwhite
Querschnitt [mm2] Cross Section[mm2] 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5
Motorstecker Motor Connector
Typ Type
6/M23 x 1/Crimp Teile-Nr. / Part No. 304176
SC - 5EP1N 8A 90JW
Typ Type SC - 5ES1N 8A 80DU
Kabelkupplung1) Cable Plug1) 6/M23 x 1/Crimp Teile-Nr. / Part No. 301193
Außendurchmesser External Diameter 26 mm
Länge Length 60 mm
Encoderstecker Encoder Connector 17/M23 x 1/Crimp
Teile-Nr. / Part No. 304175UC - 17P1N 8A 90EZ
UC - 17S1 N12 80DUKabelkupplung1) Cable Plug1)
17/M23 x 1 löt/solderTeile Nr./Part No. 270199
Außendurchmesser External Diameter 26 mm
Länge Length 60 mm
Electrical Connections
Signalanschluss
Das Encodersystem und der Temperatursensor werden stan-dardmäßig über den Signalstecker verbunden.Vor Inbetriebnahme ist die Kompatibilität von Encoder undTemperatursensor mit den Auswerteeinrichtungen zu über-prüfen. Der Encoder enthält elektrostatisch gefährdeteKomponenten.
Tabelle / Table 274.1
Tabelle / Table 274.2
Stecker-Stift
Signal
Kabel
1
0,14 0,5 0,25 0,5 0,14 –
2 3 4 5 67
(15) 8 910
(16) 11 12 13 1415(7)
A+
gelbyellow
grüngreen
rotred
weiß/gelb
white/yellow
blaublue
graugrey
braun/blau
brown/blue
grün/schwarzgreen/black
grün/rot
green/red
braun/rot
brown/red
schwarzblack
braunbrown
orangeorange
weiß/schwarzwhite/black
–
Signal
Cable
Querschnitt [mm2] Cross Section [mm2]
A– R+ D– C+ C– GNDTemp+(KTY)
Temp-(KTY) B+ B- R- D+
GNDSense
5VSense
Internalshield
16(10) 17
5V ±10%
Connector Pin
––
Tabelle / Table 274.4
Tabelle / Table 274.5
Abb. / Fig. 274.3
Abb. / Fig. 274.6
Elektrische Anschlüsse
274
Leistungsanschluss Power connections
275
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
LeistungsanschlussPower ConnectionsVersion
CHA - L
CHA - H
Option CHA-H with connectors
Anschluss-Stecker / Connector8/M23x1
Offenes Kabelende Flying Leads
Anschluss-Stecker / Connector8/M23x1
SignalanschlussSignal Connections
Anschluss-Stecker / Connector12/M23x1
Offenes Kabelende Flying Leads
Anschluss-Stecker / Connector12/M23x1
Die CHA-L-Version ist zum Betrieb an den von der HarmonicDrive AG gelieferten Regler der Baureihe SC-610 geeignet,während die CHA-H-Variante zum Betrieb an Fremdreglern,z. B. NUM-MDLU geeignet ist.
The CHA-L-version is suitable for operation with the SC-610digital servo controller supplied by Harmonic Drive AG. TheCHA-H-version is suitable for operation with other amplifiers e. g. NUM-MDLU.
Length
26 mm
60 mm
Motorstecker
Kabelkupplung1)
Außendurchmesser
Länge
Cable Plug1)
External Diameter
1) Kabelkupplungen gehören nicht zum Lieferumfang und müssen separat bestellt werden.1)Cable plugs are not part of the delivery. These must be ordered separately.
Power Connections
Direct connection to the three-phase AC supply is not allo-wed and will lead to the destruction of the CHA servo actua-tor. Please check the correct phase sequence!The CHA servo actuator may only be operated with a pro-perly matched servo controller.
Nachfolgende Versionen sind verfügbar:
CHA mit HIPERFACE®kompatiblem Encoder
CHA with HIPERFACE®compatible Encoder
Following versions are available:
0,5
Leistungsanschluss
Ein direkter Anschluss an das Drehstromnetz ist nichterlaubt und führt zur Zerstörung des CHA Servoantriebs.Bitte achten Sie auf die richtige Phasenlage.Der CHA Servoantrieb darf nur mit leistungsmässig abge-stimmten Servoregler betrieben werden.
0,25
Motor Connector8/M23x1/Crimp
Teile-Nr. / Part-No.: 305081
SC - 7EP1N 8A 90AA
8/M23x1/CrimpTeile-Nr. / Part-No.: 303549
SC - 7ES1N 8A 80EW
1
U
rot
red
2
PE
grün/gelb
green/yellow
3
W
weiß
white
4
V
schwarz
black
A
BR+
weiß
white
B
BR-
braun
brown
C
grün
green
Temp+
(PTC)
D
gelb
yellow
Temp-
(PTC)
Stecker-Stift
Motorphase
Bremse
Kabel
Temperatur
Sensor
Querschnitt
[mm2]
Connector Pin
Motor Phase
Brake
Cable
Temperature
Sensor
Cross Section
[mm2]
Tabelle / Table 275.2
Tabelle / Table 275.1
CHA Hollow Shaft Actuators
Tabelle / Table 275.3
Abb. / Fig. 275.4
275
276
CHA -L US GND SIN Data+ Data- COS n.c n.c
CHA -H US GND SIN Data+ Data- COS n.c. n.c.
Signal connections
During commissioning please pay attention to the compati-bility between the HIPERFACE® encoder and the signal pro-cessing circuit equipment inside the servo controller.The HIPERFACE® encoder contains electrostatically sensitivecomponents.The following guidelines should be observed inorder to prevent malfunction or damage to the encoder:
Precautions against electrostatic discharge (ESD) mustbe taken when connecting the encoder leads (earthconnection for assembly personnel, anti-static workplace etc.).Any excessive increase of the power supply voltage mustbe avoided!A short-circuit of the power supply voltage and the out-put signal wires must be avoided.The screen of the encoder cable must be connected to theassembly panel of the cabinet (PE center point) as nearas possible to the servo controller.A connection of the output signal with the power supplymust be avoided.
Cableschwarzblack
0,5 mm 2
braunbrown
gelbyellow
grüngreen
violettviolet
blaublue
schwarzblack
graugrey
schwarz/weißblack/white
blaublue
gelbyellow
REFSIN
REFSIN
REFCOS
REFCOS
rotred
0,5 mm 2
Bei der Verlängerung der Motor- bzw. Encoderanschlusslei-tung müssen geschirmte Kabel eingesetzt werden. DasEncoderkabel muss zusätzlich paarig verseilt sein.
All cable extensions of the motor and encoder cable mustfeature a cable shield. The cable used for the encodershould also feature twisted pair leads.
0,5 0,14
Signalanschluss
Vor Inbetriebnahme ist die Kompatibilität des HIPERFACE®Encoders mit der Auswerteeinrichtung im Servoregler zuüberprüfen.Der HIPERFACE® Encoder enthält elektrostatisch gefährdeteKomponenten.Um diese Bauteile vor Beschädigung zu schützen, sind fol-gende Hinweise zu beachten:
Bei Arbeiten an der Encoderverdrahtung sind Vorkehrung-en zur Vermeidung von elektrostatischer Entladung(ESD) zu treffen (Erdung des Monteurs, Antistatikarbeits-platz etc.).Eine unzulässige Überhöhung der Spannungsversorgungist zu vermeiden.Ein Kurzschluss der Spannungsversorgung mit den Aus-gangssignalen ist zu vermeiden.Der Schirm des Encoderkabels ist flächig an der Monta-geplatte des Schaltschranks (PE-Sternpunkt) möglichstnahe am Servoregler aufzulegen.Eine Verbindung der Ausgangssignale mit der Span-nungsversorgung ist zu vermeiden.
Cross Section[mm2]
Kabel
Signal
Signal
Quersschnitt[mm2]
Steckerstift Connector Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1) Kabelkupplungen gehören nicht zum Lieferumfang und müssen separat bestellt werden. 1) Cable plugs are not part of the delivery components. These must be ordered separately.
Encoderstecker Encoder Connector 12/M23x1/Crimp
Teile-Nr. / Part-No.: 302321UC - 12P1N 8A 90JW
Kabelkupplung1) Cable Plug1)12/M23x1/Crimp
Teile-Nr. / Part-No.: 305068 UC - 12S1N 8A 90JW
Außendurchmesser
Länge Length 60 mm
Tabelle / Table 276.2
Abb. / Fig. 276.3
Tabelle / Table 276.1
Hohlwellenantriebe CHA
External Diameter 26 mm
276
Temp+(KTY)
Temp+(KTY)
Temp-(KTY)
Temp-(KTY)
CHA Hollow Shaft Actuators
277
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & ControllersServoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
277
SIMODRIVE Components
Netz-Einspeise- und Netz-RückspeisemodulDie Einspeisemodule leiten aus der Netzspannung 3 AC400V ± 10% 50 Hz/60 Hz oder 3 AC 415V ± 10%50Hz/60 Hz die Gleichspannung für den Zwischenkreis ab.Zusätzlich wird die zentrale Stromversorgung der Antriebs-module zur Verfügung gestellt.
Die Netz-Einspeise- und Netz-Rückspeisemodule stehen ineiner geregelten und ungeregelten Version zur Verfügung.Die nachfolgende Tabelle zeigt, abhängig vom Servoantriebund Einspeisemodul, die zu berücksichtigende Zwischen-kreisleistung und die maximal erreichbare Drehzahl.
Mains supply and regeneration feedback modulesThe supply modules draw the DC voltage for the DC busfrom the 400V 3-phase AC ± 10% 50 Hz/60 Hz or 415V3-phase AC ± 10% 50 Hz/60 Hz line voltage. They also pro-vide the central power supply for the drive modules.
The mains supply and regeneration modules can be suppliedwith open loop or closed loop modules. The values indicatedin the following table depend on the servo actuator and thesupply module for the DC bus power and the maximum pos-sible speed.
Die nachfolgend beschriebenen Komponenten des SIMO-DRIVE 611® Antriebssystems sind entsprechend der Pro-jektierungsanleitung und dem Bestellkatalog der SiemensAG auszuwählen und gehören nicht zu unserem Liefer-umfang.
All components of the SIMODRIVE 611®-Drive Systemdescribed below should be selected in accordance with theselection guide and the product catalogue of Siemens AG.The SIMODRIVE 611® components are not delivered byHarmonic Drive AG.
Servoantrieb / Servo Actuator
CHA-20A-H
CHA-32A-H
CHA-40A-HCHA-50A-H
ZwischenkreisleistungDC Bus Power
250
550
8001100
Maximale Drehzahl / Maximum Speed[min-1] / [rpm]
geregelte Einspeisung closed loop supply module
ungeregelte Einspeisungopen loop supply module
SIMODRIVE Komponenten
5000
4000
3500
3000
6000
4800
4000
3500
[W]
Tabelle / Table 277.3
Tabelle / Table 277.1
Abb. / Fig. 277.2
SIMODRIVE System ConfigurationSIMODRIVE Systemkonfiguration
WicklungWinding
BaugrößeSize
KompatibilitätCompatibility
611U 611D
Motorfeedback-System Motor Feedback System
CHA-20
CHA-32
CHA-40
CHA-50
H C1024 • •
LeistungsmoduleDie nachfolgende Auswahltabelle zeigt die möglichenKombinationen von Servoantrieb und Leistungsmodul in derEin- und Zweiachsversion.
Power ModulesThe following table shows possible combinations of servoactuators and power modules in single axis and double axisversions.
Regelungseinschübe mit digitaler SollwertschnittstelleDie digitalen Regelungseinschübe des SIMODRIVE 611D®kommen in Verbindung mit den Hohlwellenantrieben CHA zum Einsatz. Der Regelungseinschub wertet den imCHA eingebauten optischen Sinus/Cosinus Encoder aus.Damit können bis zu 2,1 Mio. Inkremente/Motorumdre-hung als Messkreisauflösungen erzielt werden. Die generierten Signale für Drehzahl und Lage-Istwert wer-den über den digitalen Antriebsbus der SINUMERIK840D/840C/810D verarbeitet.Bei den Regelungseinschüben zum Betrieb der Hohlwel-lenantriebe kann zwischen der Standard-Regelung und derleistungsstärkeren Performance-Regelung gewählt werden.
Closed-loop control plug-in unitswith digital set point interfaceDigital control plug-in units of the SIMODRIVE 611D®systemcan be used in conjunction with the hollow shaft servo actu-ators. The controllers evaluate the optical Sine/Cosineencoder integrated in the CHA actuator. A resolution of up to 2.1 million increments/motor revolu-tion can be achieved. The signals generated for speed andposition actual value are processed via a digital drive bus inthe servo area of SINUMERIK 840D/840C/810D.
For the closed-loop control plug-in units for use with the hol-low-shaft servo actuators, there is a choice between standardcontrol or higher capacity performance control.
Vorkonfektionierte LeitungenFür alle Hohlwellenantriebe der Baureihe CHA mitSinus/Cosinus Encoder müssen geschirmte Leitungeneingesetzt werden. Vorkonfektionierte Leitungen bietengegenüber eigenkonfektionierten Leitungen viele Vorteile.Neben der Sicherheit der einwandfreien Funktion und derhohen Qualität bieten sie auch Kostenvorteile. Die konfek-tionierten Leistungs- und Encoderleitungen des SIMODRIVE611D®-Umrichtersystems der Siemens AG können für dieHohlwellenantriebe der Baureihe FHA-C mit einem Siemenskompatiblen Sinus/Cosinus Encoder eingesetzt werden.
Pre-assembled cablesIt is necessary to use shielded cables for all CHA-C series AC hollow-shaft servo actuators with Sine/Cosine encoder.Pre-assembled cables offer many benefits compared to self-made cables. Beside ensuring flawless operation and highquality, they are also less expensive. The use of pre-assemb-led cables can cut the cost of logistics, design, assembly andpurchasing. The pre-assembled cables of the SIMODRIVE611D® servo system can be used for the FHA-C series AC hol-low-shaft servo system with Siemens compatibleSine/Cosine encoder.
Servoantrieb / Servo Actuator
CHA-20A-H
CHA-32A-H
CHA-40A-H
CHA-50A-H
Einachs-Leistungsteil / 1-axis Power ModuleNennstrom /Rated current Max. Strom / Max. current
[A] [A]
3999
6181818
Zweiachs-Leistungsteil / 2-axis Power ModuleNennstrom /Rated current Max. Strom /Max. current
[A] [A]
3355
661010
Tabelle / Table 278.1
Hohlwellenantriebe CHA
278
279
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
CHA Hollow Shaft Actuators
Für alle AC-Servoantriebe der Baureihe CHA müssengeschirmte Leitungen eingesetzt werden. VorkonfektionierteLeitungen bieten gegenüber eigenkonfektionierten Leitun-gen viele Vorteile. Neben der Sicherheit der einwandfreienFunktion und der hohen Qualität bieten sie auch Kostenvor-teile.
Anschlusskabel für CHA-H-C1024
Die verwendeten Stecker sind kompatibel zur Motorenbau-reihe 1FT6xxx der Siemens AG. Durch Verwendung vonAnschlusssteckern werden Verdrahtungsfehler ausgeschlos-sen und der Verdrahtungsaufwand minimiert. ZurVerlängerung der Motor- und Encoderanschlussleitungenkönnen die vorkonfektionierten Anschlusskabel der SiemensAG oder eigengefertigte Anschlusskabel verwendet werden. Alle Kabel müssen geschirmt, das Encoderkabel musszusätzlich paarig verseilt sein.
Reglertyp Amplifier Type
KabelverlängerungCable Extension
611U/611D/MASTERDRIVES MC
Motorfeedback-System Motor Feedback System
6FX-8002-2CA31-1xxO
1
ReglertypAmplifier Type
KabelverlängerungCable Extension
611U/611DMASTERDRIVES MC
6FX-8002-5CA01-1xxO6FX-8002-5DA01-1xxO
SteckergrößeConnector Size
BremseBrake
Leistungsanschluss / Power connection
It is necessarry to use shielded cables for all CHA series AC-Servo Actuators. Pre-assembled cables offer many benefitscompared to self-made cables. Beside ensuring flawless ope-ration and high quality, they are also less expensive. The useof pre-assembled cables can cut the cost of logistics, design,assembly and purchasing.
Connecting Cables for CHA-H-C1024
The connectors are compatible with the 1FT6xxx seriesmotors of Siemens AG. Using these connectors ensures thatthe wiring will be correct and can be carried out easily. Forcable extensions of the motor and encoder cable it is possi-ble to use extension cables from Siemens AG or self-madeextensions. All cables used should feature a cable shield. Thecable used for the encoder should also feature twisted pairleads.
Signalgeberanschluss / Signal connections
Inkr. EncoderIncr. Encoder
Tabelle / Table 279.2
Tabelle / Table 279.1
Connecting CablesAnschlusskabel
279
280
Connecting Cables for CHA-H with HIPERFACE® Encoder
The standard version hollow shaft series actuators are provi-ded with cables with flying leads, such that the user is ableto assemble connectors and cables of his own selection.Please refer to the colour code of the connections.
Connecting cables with PUR-Jacket for the CHA-H seriesactuator are available in the following standard lengths.
The connecting cable set contains:•1 Motor cable•1 Encoder cable•1 Motor connector for CHA•1 Encoder connector for CHA
Connecting Cables for CHA-L with HIPERFACE® EncoderConnecting cables with PUR-Jacket for the connection of theCHA-L series actuator to the SC-610 servo controllers areavailable in the following standard lengths.
The connecting cable set contains:• 1 Motor cable• 1 Encoder cable
Anschlusskabel für CHA-H mit HIPERFACE® Encoder
Die Hohlwellenantriebe sind standardmäßig mit freiemKabelende ausgeführt, so dass der Anwender Kabel bzw.Steckverbinder nach eigener Auswahl einsetzen kann. Bittebeachten Sie dazu die Farbcodierung der Anschlüsse.
Anschlusskabel in PUR-Ausführung zum Betrieb der CHA-HServoantriebe sind in nachfolgenden Standardlängen ver-fügbar.
Die Anschlusskabelsätze beinhalten:• 1 Motorkabel• 1 Encoderkabel• 1 Motorstecker für CHA• 1 Encoderstecker für CHA
Anschlusskabel für CHA-L mit HIPERFACE® EncoderAnschlusskabel in PUR-Ausführung zum Anschluss derCHA-L Servoantriebe an den SC-610 Servoregler sind innachfolgenden Standardlängen verfügbar.
Die Anschlusskabelsätze beinhalten:• 1 Motorkabel• 1 Encoderkabel
HD-Teile-Nr. / HD-Part-No. Standardlänge / Standard length
3094161)
3094171)
3094181)
3094191)
3094201)
3094211)
5 m10 m15 m20 m25 m30 m
1) Die Spezifikation der verwendeten Kabel finden Sie imKapitel „Kabelspezifikation”.
1) For the specification of the used cables refer to section “cable specification”.
Tabelle / Table 280.1
Hohlwellenantriebe CHA
280
HD-Teile-Nr. / HD-Part-No. Standardlänge / Standard length
3094241)
3094251)
3094261)
3094271)
3094281)
3094291)
5 m10 m15 m20 m25 m30 m
Tabelle / Table 280.2
281
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
CHA Hollow Shaft Actuators
CHA Baugröße / Size
T1 [Nm]T2 [Nm]
K3 [Nm/rad]
K2 [Nm/rad]
K1 [Nm/rad]
K3 [Nm/rad]
K2 [Nm/rad]
K1 [Nm/rad]
2,3 x 104 9,8 x 104 18 x 104 34 x 104
1,8 x 104 7,8 x 104 14 x 104 27 x 104
1,3 x 104 5,4 x 104 10 x 104 20 x 104
2,9 x 104 12 x 104 23 x 104 44 x 104
2,5 x 104 11 x 104 20 x 104 40 x 104
1,6 x 104 6,7 x 104 13 x 104 25 x 104
7 29 54 10825 108 196 382
20 32 40 50
i = 50
i > 50
Genauigkeit Accuracy
Torsionssteifigkeit Torsional Stiffness
Genauigkeit der CHA Antriebe / Accuracy of CHA Actuators
Untersetzung
Ratio
50
100
160
50
100
160
50
100
160
50
100
160
Übertragungsgenauigkeit
Transmission accuracy
[arcsec]
60
50
50
60
50
50
40
30
30
40
30
30
Wiederholgenauigkeit
Repeatability
[arcsec]
6
6
6
6
Hystereseverlust
Hysteresis loss
[arcmin]
< 1
< 1
< 1
< 1
Baugröße
Size
20
32
40
50
Tabelle / Table 281.2
Tabelle / Table 281.1
Siehe „Erläuterungen zu Technischen Daten“ im Kapitel „Projektierung mit Harmonic Drive Getrieben”.Please refer to the notes on “Understanding the Technical Data” in section “Engineering Data for Harmonic Drive Gears”.
Gear Performance CapabilitiesGetriebeeigenschaften
+–
+–
+–
+–
281
282
Technische Daten Technical Data
CHA Series AC Hollow-shaft Servo Actuators incorporate a highstiffness 4-point bearing or a cross-roller bearing to support out-put loads. This specially developed bearing can withstand highaxial and radial forces as well as high tilting moments. Thereduction gear is thus protected from external loads, so guaran-teeing a long life and consistent performance. The integration ofan output bearing also serves to reduce subsequent design andproduction costs, by removing the need for an additional outputbearing in many applications. Furthermore, installation andassembly of the CHA servo actuator are greatly simplified.
Normally the operating life of the the AC Hollow-shaft ServoActuator is determined by the life of the Wave Generator bearing.Depending on the specific load conditions either the bearing ofthe servo motor or the output bearing can also be determinantfor the gear life.
Abstand2)
Offset2)
R [m]
Teilkreis
Pitch Circle
ø dp [m]
Lagertyp1)
Bearing type1)
DynamischeTragzahl
Dynamicload rating
C [N]
Statische Tragzahl
Stating loadrating
C0 [N]
Zulässiges dynamisches
Kippmoment3)
Permissibledynamic tilting
moment3)
M [Nm]
ZulässigeAxiallast5)
Permissible Axial Load5)
Fa [N]
Zulässige Radiallast5)
PermissibleRadial Load5)
Fr [N]
Baugröße
Size
Zulässiges statisches
Kippmoment4)
Permissiblestatic TiltingMoment4)
M0 [Nm]
Kippsteifigkeit
TiltingMoment Stiffness
KB [Nm/arcmin]
20 F 0,070 0,016 24200 31000 172 515 70 15800 8600
32 C 0,114 0,020 34500 59000 578 2425 350 22300 14600
40 C 0,134 0,026 43300 81600 886 3623 522 42000 27500
50 C 0,171 0,028 81600 149000 1558 8505 1020 56100 37300
Toleranzen Tolerances
Baugröße
Sizeda cb
CHA-20
CHA-32
CHA-40
CHA-50
0,010
0,012
0,012
0,015
0,010
0,010
0,010
0,010
0,010
0,012
0,012
0,015
0,010
0,010
0,010
0,010
Die AC-Hohlwellenantriebe der Baureihe CHA sind mit einemhoch belastbaren Vierpunkt- oder Kreuzrollenabtriebslager aus-gerüstet. Dieses, speziell auf die Bedürfnisse des Harmonic DriveGetriebes hin entwickelte Lager, nimmt sowohl hohe Axial- undRadialkräfte als auch große Kippmomente auf. Es verhindert einVerkippen des Getriebes, so dass eine lange Lebensdauer undgleichbleibende Genauigkeiten erreicht werden. Für den An-wender bedeutet die Integration dieses Abtriebslagers eine be-merkenswerte Reduzierung der Konstruktions- und Fertigungs-kosten, da zusätzliche externe Lagerstellen nicht vorgesehenwerden müssen. Die Lebensdauer der AC-Hohlwellenantriebe wird in der Regelvon der Lebensdauer des Wave Generator Kugellagers bestimmt.Je nach Belastung kann jedoch auch die Lagerung desServomotors oder das Abtriebslager für die Lebensdauer bestim-mend sein.
Abb. / Fig. 282.3
Tabelle / Table 282.2 [mm]
Hohlwellenantriebe CHA
Tabelle / Table 282.1
AbtriebslagerOutput Bearing
282
1) F=Vierpunktlager, C=Kreuzrollenlager2) siehe Abbildung 447.53) Diese Daten gelten für drehende Getriebe. Sie basieren nicht auf der Lebens-
dauergleichung des Abtriebslagers, sondern auf der max. zulässigen Verkippungdes Harmonic Drive Einbausatzes. Die angegebenen Daten dürfen auch dannnicht überschritten werden, wenn die Lebensdauergleichung des Lagers höhere Werte zulässt.
4) Diese Daten gelten für stehende Getriebe und einen statischen Sicherheitsfaktorfs=1,5. Für andere fs siehe Kapitel “Projektierung mit Harmonic Drive Getrieben”.
5) Diese Daten Gelten für n=15min-1 und L10=15000 h.4)5) Die Daten Gelten unter folgender Voraussetzung:
Für: Mo : Fa=0, Fr=0Fa : M=0, Fr=0Fr : M=0, Fa=0
1) F= Four-point bearing, C= Cross-roller bearing2) C.f. Figure 447.53) These values are valid for moving gears. They are not based on the equation for
lifetime on the output bearing but on the maximum allowable deflection of theHarmonic Drive component set. The values indicated in the table must not beexceeded even if the lifetime equation of the bearing permits higher values.
4) These values are valid for gears at a standstill and for a static load safety factorfs=1,5. For other values of fs please refer to section “Engineering Data for Harmonic Drive Gears”.
5) These data are valid for n=15 rpm and L10=15000 h.4)5) These data are only valid if the following conditions are fulfilled:
For: Mo : Fa=0, Fr=0Fa : M=0, Fr=0Fr : M=0, Fa=0
Siehe „Erläuterungen zu Technischen Daten“ im Kapitel „Projektierung mit Harmonic Drive Getrieben”.Please refer to the notes on “Understanding the Technical Data” in section “Engineering Data for Harmonic Drive Gears” .
283
Servoantriebe & -reglerServo Actuators & Controllers
Abb. / Fig. 283.1 - 4
CHA Hollow Shaft Actuators
Materialien und Oberflächen:Gehäuse: Teilweise anodisiertes oder lackier-tes AluminiumAbtriebslager: Korrosionsgeschützter StahlHohlwelle: Vernickelter StahlSchrauben: Korrosionsgeschützte SchraubenDie eingesetzten Radialwellendichtungen sindmit Dichtlippe und Schutzlippe ausgestattet.Das umgebende Medium sollte keine korrosi-ve Wirkung auf die oben genannten Werkstof-fe haben.
Materials and surfaces:Housing: Partly anodised or painted Alumi-niumOutput bearing: Corrosion protected steelHollow-Shaft: Nickel plated steelScrews: Corrosion protected screwsThe radial shaft seal has a sealing lip and aprotective lip. The ambient atmosphereshould not have any corrosive effects onthese materials.
The standard product provides IP 65 pro-tection under the provision that the connec-tors are correctly attached and that corrosi-on from the ambient atmosphere (conden-sation, liquids or gases) at the running sur-face of the output shaft seal is prevented.Special versions can deviate from the abovementioned protection class.
Contact between sharp-edged or abrasiveobjects (cutting chips, splinters, metallic ormineral dust etc.) and the output shaft sealmust be prevented. In addition, permanentcontact between the output shaft seal and apermanent liquid covering should be pre-vented.
If this is unavoidable, please note that thechanging operating temperature of a com-pletely sealed actuator can lead to a pressu-re differential between the environment andthe inside of the actuator. This can causeliquid covering the output shaft seal to bedrawn into the actuator housing, which canlead to corrosive damage.
As a countermeasure we recommend the useof an additional shaft seal (to be providedby the user) or the maintenance of a con-stant pressure inside the actuator by apply-ing dry filtered air at a pressure of not morethan 104 Pa. Please contact Harmonic DriveAG for further advice.
Das Standardprodukt erreicht bei montiertenund gesteckten Steckern und Gegensteckerndie SScchhuuttzzaarrtt IIPP6655, wenn die Stecker für die o.g. Schutzart geeignet sind, und durch dieUmgebungsbedingungen (Flüssigkeiten, Gase,Taubildung) keine Korrosion an den Lauf-flächen der Radialwellendichtungen hervorge-rufen wird. Sonderausführungen können vonobiger Schutzart abweichen.
Scharfkantige oder abrasiv wirkende Teile(Späne, Splitter, Staub aus Metall, Mineralienusw.) dürfen nicht mit Radialwellendichtun-gen in Kontakt kommen. Ein permanent aufder Radialwellendichtung stehender Flüssig-keitsfilm sollte verhindert werden.
Hintergrund: Infolge wechselnder Betriebstem-peraturen entstehen Druckdifferenzen im An-trieb, die zum Einsaugen der auf einer Wellen-dichtung stehenden Flüssigkeit führen kön-nen.
Gegenmaßnahme: Ggf. eine zusätzliche, kun-denseitige Wellendichtung oder Sperrluftan-schluss (konstanter Überdruck im Antrieb mitgetrockneter, gefilterter Luft, max. 104 Pa).Ggf. bitte Rücksprache mit der HarmonicDrive AG.
Corrosion Protection
Schutz gegen Korrosion und das Eindringen von Flüssigkeiten und festen Fremdkörpern
Protection against Corrosion andPenetration of Liquids and Debris
Korrosionsschutz
283