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GPC Y ASOCIADOS S.A.

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Horne Technologies cc

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Edificio di FAULHABER MINIMOTOR SA, Croglio, Switzerland

FAULHABER MINIMOTOR SA

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Edificio di FAULHABER MICROMO LLC, Wien, Austria

FAULHABER MICROMO LLC

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NRC Engineering & Precision Drives Co., Ltd.

17F., No. 890, Jingguo Rd., Luzhu Dist.

Taoyuan City 33858, Taiwan, R.O.C.

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EDEL Teknoloji Sistemleri Sanayi ve Ticaret Ltd.Şti

Folkart TowersAdalet Mah.Manas Blv. No:47B/2809

35530 Bayraklı/İzmir

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Edificio di FAULHABER Asia Pacific Pte Ltd., Singapore

FAULHABER Asia Pacific Pte Ltd.

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Compotech Provider AP

Gustavslundsvägen 145, 4 tr

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Edificio di FAULHABER Polska sp. z o.o., Poznan, Poland

FAULHABER Polska sp. z o.o.

Ul. Górki 7

60-204 Poznan

Tel.: +48 61 278 72 53

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FAULHABER Malaysia Sdn Bhd

1A-2-01 & 02 · One Precinct · Lengkok Mayang Pasir

11950 Bayan Baru · Penang · Malaysia

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Swiss Amiet Co., Ltd.

W-903, SK V1 Center, 11 Dangsan-ro 41-g

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Minami-oi, Shinagawa-ku, Tokyo 140-0013

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Edificio di FAULHABER Italia S.r.l., Lomazzo, Italy

FAULHABER Italia S.r.l.

Via Cavour 2

22074 Lomazzo CO

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Inteltek Automation JV

S.No. 100/5, Ambegaon

Pune - 411046

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Lewenstein Technologies Ltd.

1 Ha'arava St. Givat Shmuel

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Electro Mechanical Systems Ltd.

Eros House, Calleva Industrial Park, Aldermaston

Reading, RG7 8LN

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info@ems-ltd.com

www.ems-limited.co.uk

Edificio di FAULHABER France SAS, Montigny-le-Bretonneux, France

FAULHABER France SAS

Parc d’activités du Pas du Lac2, Rue Michaël Faraday

78180 Montigny-le-Bretonneux

Tel.: +33 (0) 1 30 80 45 00

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ELMEQ Motor

Passeig Ferrocarrils Catalans 178

Cornellà de Llobregat 08940 (Barcelona)

Tel.: +34 93 422 70 33

marketing@elmeq.es

www.elmeq.es

MOVETEC OY

Suokalliontie 9

01740 Vantaa

Tel.: +358 (0) 9 5259 230

info@movetec.fi

www.movetec.fi

Routech s.r.o.

Dr. Milady Horákové 185/66

460 06 Liberec

Tel.: +420 489 202 971

info@routech.cz

www.routech.cz

Compower ApS

Marielundvej 29

2730 Herlev

Tel.: +45 (0) 44 92 66 20

info@compower.dk

www.compower.dk

Marte Científica e Instrumentação Industrial Ltda

Av Fco Andrade Ribeiro 430

37540-000 Santa Rita do Sapucai, MG

Tel.: +55 (11) 3411 4500

motores@marte.com.br

www.marte.com.br

Edificio di FAULHABER Benelux B.V., Eindhoven, Netherlands

FAULHABER Benelux B.V.

High Tech Campus 9

5656 AE Eindhoven

Tel.: +31 (0) 40 85155-40

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FAULHABER Austria GmbH

Modecenterstraße 22/C89

1030 Wien

Tel.: +43 1 7963149-0

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ERNTEC Pty. Ltd.

15 Koornang Road

Scoresby, VIC 3179

Tel.: +61 3 9756 4000

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www.erntec.net

Edificio di Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, Schönaich, Germany

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Jan-Christopher Mohr

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Michael Schütte

Area Sales Manager

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Area Sales Manager

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Area Sales Manager

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Motori CC nella robotica Microposizionamento Hexapod con la massima manovrabilità e precisione

Grazie a oltre 30 anni di esperienza, PI (Physik Instrumente) si è affermata come fornitore di sistemi di micro-posizionamento ad alte prestazioni. I prodotti di punta comprendono microrobot all’avanguardia a cinematica parallela a sei assi, adatti a un’ampia gamma di applicazioni.

Questi settori di applicazione specialistici spaziano da sistemi di manipolazione nella produzione di componenti elettronici e controlli prodotto nella fabbricazione di macchine utensili di precisione, alla tecnologia medica e a sistemi ottici quali i telescopi spaziali e i sistemi di ricezione satellitare.

Motori CC nella robotica Microposizionamento Hexapod con la massima manovrabilità e precisione
I sistemi di azionamento utilizzati negli esapodi sono chiamati a far fronte a condizioni ambientali molto impegnative, ad esempio in caso di utilizzo all’interno di sistemi di ricezione satellitare e in zone montane o desertiche inospitali.

Principio del «simulatore di volo»

I sistemi esapodi sono basati su sei attuatori ad alta risoluzione che controllano una singola piattaforma. Si tratta dello stesso principio applicato anche ai simulatori di volo, solo molto più preciso. A dispetto degli azionamenti idraulici, gli esapodi sono azionati da alberini di azionamento ad alta precisione e motori elettrici controllabili con precisione. In virtù della massa ridotta della piattaforma mobile, il tempo di assestamento ai fini del posizionamento è considerevolmente inferiore rispetto ai sistemi multiasse impilabili di tipo tradizionale. Il fulcro, impostabile liberamente tramite le funzioni software, rimane indipendente dal movimento, il che è fondamentale, ad esempio, nelle regolazioni ottiche.

I microrobot precisi a cinematica parallela sono disponibili in tre versioni base per varie applicazioni. Il sistema M-850 è l'ideale per l’intera gamma di compiti di posizionamento complessi in cui sono fondamentali carichi elevati fino a 200 kg in direzione verticale e un certo grado di precisione. Ogni asse può essere posizionato singolarmente con una risoluzione fino a 0,005 µm. Il microrobot a cinematica parallela M-840 è stato sviluppato per carichi più piccoli e velocità maggiori. Consente il posizionamento di carichi fino a 10 kg in qualunque direzione ad una velocità fino a 50 mm/s con precisione micrometrica. Il sistema di più recente sviluppo, l’M-824, utilizza azionamenti «ripiegati» e si caratterizza per il design estremamente compatto, frutto della speciale disposizione dell’azionamento e dell’alberino. Un aspetto che accomuna tutti e tre i sistemi è la necessità di una tecnica di azionamento personalizzata in base ai requisiti unici degli esapodi. In particolare, i componenti dell’azionamento devono essere adatti a essere integrati negli assi degli esapodi. Ciò significa che le dimensioni strutturali devono essere il più possibile contenute, ma fornire al tempo stesso potenze relativamente elevate fra 3 e 19 W. Per raggiungere l’elevata precisione di posizionamento richiesta, i sistemi di azionamento devono riuscire a lavorare quanto più possibile senza gioco per tutta la durata di funzionamento. Si devono poi considerare anche le difficili condizioni ambientali, ad esempio nelle applicazioni all’esterno. I sistemi di micro-posizionamento, ad esempio, sono impiegati nei telescopi spaziali e nei sistemi di ricezione satellitare installati su montagne inospitali o in regioni desertiche.

Azionamenti per sistemi di micro-posizionamento esapodi: piccoli, robusti e potenti

Per applicazioni complesse, la gamma standard di motori C.C. ad alta precisione di FAULHABER è sempre pronta a dare la soluzione giusta. Il motore classico ad armatura a campana, con bobina rotore priva di ferro e con commutazione in metallo prezioso, fornisce condizioni ottimali per questi ambiti di applicazione. I piccoli e leggerissimi azionamenti C.C. hanno un funzionamento affidabile in condizioni ambientali sfavorevoli. Risultano ideali per temperature ambiente comprese fra – 30 °C e + 125 °C. Grazie alle speciali caratteristiche di design, sono anche in grado di resistere a elevati livelli di umidità fino al 98%. Per PI, uno dei fattori determinanti nella scelta dei motori era l’avvio immediato e a coppia elevata dei motori DC una volta applicata la tensione. Tale caratteristica consente di reagire immediatamente al segnale di controllo. Grazie alla bobina in rame autoportante, è possibile realizzare motori particolarmente leggeri con un grado di efficienza dell’80% o superiore.

A seconda del design e dell’ambito di applicazione, il sistema di posizionamento esapode abbina motori DC e riduttori a ingranaggi. L’ingranaggio cilindrico con gioco ridotto e design completamente in metallo consente un funzionamento particolarmente uniforme e silenzioso. Per evitare il gioco, le ruote dentate sono di norma pretensionate. Motore e ruote dentate formano un’unità compatta, con lunghezza di 60 mm e diametro inferiore a 25 mm. In questo modo, le unità di azionamento sono facilmente integrabili anche in caso di installazione con poco spazio disponibile negli assi degli esapodi. Anche il collegamento elettrico è estremamente intuitivo. I motoriduttori DC possono essere controllati direttamente da schede PC senza ulteriori booster. In taluni casi, tuttavia, i produttori di sistemi di microposizionamento esapodi hanno integrato nella scheda base degli esapodi, accanto al motore, dei servobooster con ingressi per segnali a modulazione della larghezza di impulso.

Motori CC nella robotica Microposizionamento Hexapod con la massima manovrabilità e precisione
I sistemi di micro-posizionamento esapodi sono basati su sei attuatori ad alta risoluzione che controllano una singola piattaforma.

Rilevamento della posizione con generatori di impulsi magnetici

Per un posizionamento preciso, è essenziale conoscere l’effettiva posizione dei motori. Ancora una volta, FAULHABER ha trovato la soluzione giusta. Grazie ai micromotori DC a spazzole integrati negli esapodi, le posizioni correnti vengono registrate con generatori a impulsi magnetici, che forniscono 512 impulsi per rotazione. Mediante quadrupla interpolazione, si generano risoluzioni fino a 0,005 µm a seconda del passo dell’alberino. I generatori di impulsi consistono in un disco magnetico permanente multipolare a bassa inerzia, incorporato nell’albero motore oppure direttamente nel rotore del motore, a seconda del tipo di unità impiegata. I sensori magnetici registrano le variazioni del flusso magnetico. L’uscita comprende due segnali di uscita incrementali sfasati di 90°, che vengono poi elaborati dal controllo del sistema di esapodi. La tensione di alimentazione per i generatori di impulsi e il micromotore DC a spazzole, così come i segnali di uscita, sono collegati con cavo a nastro per mezzo di un connettore.

Quando si parla di cinematica, si distingue essenzialmente fra la cinematica parallela e la cinematica in serie. Nei sistemi in serie, ogni attuatore si focalizza sulla propria piattaforma di posizionamento ed è assegnato a un asse. Questo approccio consente di avere strutture meccaniche e una tecnologia di controllo più semplici. Tuttavia, dato che con i sistemi «in pila» gli errori di run-out tendono ad accumularsi, il grado di precisione raggiunto è inferiore a quello dei sistemi in parallelo. A differenza della cinematica in serie, invece, nella cinematica parallela tutti gli attuatori agiscono direttamente sulla stessa piattaforma. Oltre a una maggiore precisione, ciò comporta una serie di vantaggi: minore inerzia delle masse e, quindi, una dinamica migliore, assenza di cavi in movimento che generano perdite per attrito e una struttura più compatta. Il controllo dei sistemi di questo tipo, tuttavia, è molto complesso e richiede un più alto livello di know-how.

Cinematica parallela e cinematica in serie a confronto

Motori CC nella robotica Microposizionamento Hexapod con la massima manovrabilità e precisione
Motori CC nella robotica Microposizionamento Hexapod con la massima manovrabilità e precisione

Quando si parla di cinematica, si distingue essenzialmente fra la cinematica parallela e la cinematica in serie. Nei sistemi in serie, ogni attuatore si focalizza sulla propria piattaforma di posizionamento ed è assegnato a un asse. Questo approccio consente di avere strutture meccaniche e una tecnologia di controllo più semplici. Tuttavia, dato che con i sistemi «in pila» gli errori di run-out tendono ad accumularsi, il grado di precisione raggiunto è inferiore a quello dei sistemi in parallelo. A differenza della cinematica in serie, invece, nella cinematica parallela tutti gli attuatori agiscono direttamente sulla stessa piattaforma. Oltre a una maggiore precisione, ciò comporta una serie di vantaggi: minore inerzia delle masse e, quindi, una dinamica migliore, assenza di cavi in movimento che generano perdite per attrito e una struttura più compatta. Il controllo dei sistemi di questo tipo, tuttavia, è molto complesso e richiede un più alto livello di know-how.

Motori C.C.
Assenza di coppia residua
Controllo preciso del posizionamento e della velocità
Elevata efficienza
Basso livello di rumorosità
Coppia elevata
Peso ridotto
Inerzia del rotore estremamente bassa
Funzionamento di avvio/arresto dinamico
Dettagli

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