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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


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


Servoregler SC-610

Systemübersicht

260

261


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


CHA-20A CHA-32A1)AntriebActuator

EinheitUnit



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”.


264

CHA-40A CHA-50A1)AntriebActuator

EinheitUnit


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



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


S3-50% ED

S3-50% ED

Dre

hmom

ent

[Nm

]/

Tor

que

[Nm

]


250

200

150

100

50

0

CHA-32A-50

S3-25% ED

220 V


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


S3-50% ED


Dre

hmom

ent

[Nm

]/

Tor

que

[Nm

]


10090

80

70

60

50

40

30

20

100

CHA-20A-160


S3-25% ED


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


S3-25% ED


S3-50% ED

220 V430 V

220 V430 V220 V

220 V

220 V

220 V

266


266

Dre

hmom

ent

[Nm

]/

Tor

que

[Nm

]


450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

CHA-40A-50


S3-25% ED

Intermittierender Betrieb Intermittent Duty

S3-50% ED

Dre

hmom

ent

[Nm

]/

Tor

que

[Nm

]


600

500

400

300

200

100

0

CHA-40A-100


S3-25% ED


S3-50% ED

Dre

hmom

ent

[Nm

]/

Tor

que

[Nm

]


1400

1200

1000

800

600

400

200

0

CHA-50A-160


S3-25% ED


S3-50% ED

Dre

hmom

ent

[Nm

]/

Tor

que

[Nm

]


1200

1000

800

600

400

200

0

CHA-50A-100


S3-25% ED


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


S3-25% ED


S3-50% ED

Baugröße 40 und 50 Size 40 and 50

Abb. / Fig. 266.1

Dre

hmom

ent

[Nm

]/

Tor

que

[Nm

]


700

600

500

400

300

200

100

0

CHA-40A-160

S3-25% ED


S3-50% ED


220 V430 V 430 V

430 V

430 V

220 V430 V

220 V430 V

220 V

220 V

220 V

267


Abmessungen Dimensions

Lohne Bremse without brake

L1mit Bremse with brake


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

–

–





A A B B





143

143

143

162

162

162

–

UC-12P

UC-12P

–

SC-7EP

SC-7EP

UC-17P

–

–

SC-5EP

–

–

CHA-20A

CHA-32A



[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.


267

268






A A B B





158

158

158

177

177

177

–

UC-12P

UC-12P

–

SC-7EP

SC-7EP

UC-17P

–

–

SC-5EP

–

–





A A B B





187

187

187

206

206

206

–

UC-12P

UC-12P

–

SC-7EP

SC-7EP

UC-17P

–

–

SC-5EP

–

–

CHA-40A

CHA-50A



[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


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



269

270


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


Abb. / Fig. 270.3Abb. / Fig. 270.2

Motorfeedback-Systeme

270

Ω

Ω

Ω

Ω≤

271


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)


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



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


272

273



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.



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

––



Abb. / Fig. 274.3

Abb. / Fig. 274.6

Elektrische Anschlüsse

274

Leistungsanschluss Power connections

275


LeistungsanschlussPower ConnectionsVersion

CHA - L

CHA - H

Option CHA-H with connectors

Anschluss-Stecker / Connector8/M23x1

Offenes Kabelende Flying Leads


SignalanschlussSignal Connections


Offenes Kabelende Flying Leads


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]





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


Abb. / Fig. 276.3



External Diameter 26 mm

276

Temp+(KTY)

Temp+(KTY)

Temp-(KTY)

Temp-(KTY)


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]



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



278

279



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


611U/611D/MASTERDRIVES MC

Motorfeedback-System Motor Feedback System

6FX-8002-2CA31-1xxO

1

ReglertypAmplifier Type


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



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”.



280

HD-Teile-Nr. / HD-Part-No. Standardlänge / Standard length

3094241)

3094251)

3094261)

3094271)

3094281)

3094291)

5 m10 m15 m20 m25 m30 m


281



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



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


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]



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


Abb. / Fig. 283.1 - 4


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

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harmonic drive katalog/catalogue 2005/2006263 servoantriebe & -regler servo actuators &...

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