Роботизированные суставные модули eRob и энкодеры ZeroErr Control

Прямоточные цилиндрические суставные модули eRob серии I (eRob70I, eRob80I, eRob90I, eRob110I, eRob142I, eRob170I)

Прямоточные цилиндрические робототехнические суставные модули eRob серии I производства ZeroErr Control (零差云控（深圳）科技股份有限公司) представляют собой полностью интегрированные сервоприводные поворотные узлы «все в одном».

Модуль объединяет в прецизионном корпусе бескорпусный синхронный серводвигатель с постоянными магнитами (PMSM/BLDC), высокоточный безлюфтовый гармонический редуктор с передаточными числами 50:1, 80:1, 100:1 и 120:1, двухконтурную систему оптико-магнитных абсолютных энкодеров с разрешением до 19–20

бит на входе и выходе редуктора, ультракомпактный встроенный серводрайвер и электромагнитный стояночный фрикционный тормоз.

Сквозной полый вал диаметром от 14 до 45 мм позволяет прокладывать силовые кабели, пневмотрубки и шины передачи данных непосредственно через центр шарнира манипулятора, исключая скручивание и перетирание внешних жгутов.

• Интеграция узлов привода: бескорпусный моментный двигатель, гармонический редуктор, двойной абсолютный энкодер, серводрайвер и стояночный тормоз в едином блоке
• Диапазон вращающего момента и скоростей: номинальный крутящий момент от 12 до 380 Н·м, пиковый кратковременный момент до 750 Н·м при частоте вращения выходного вала до 30–60 об/мин
• Прецизионность и жесткость: угловой люфт менее 10–20 угловых секунд, повторяемость позиционирования ±10 угловых секунд и высокая радиально-осевая грузоподъемность выходного подшипника
• Полая сквозная конструкция: центральное отверстие диаметром от 14 до 45 мм для скрытой внутренней проводки питающих и интерфейсных магистралей робота

Угловые суставные модули eRob серии T (eRob70T, eRob80T, eRob90T, eRob110T, eRob142T)

Угловые T-образные суставные модули eRob серии T разработаны компанией ZeroErr Control для реализации перпендикулярной кинематической компоновки робототехнических шарниров.

Конструкция модуля позволяет формировать плечевые, локтевые и карданные сочленения промышленных и сервисных манипуляторов с углом поворота осей 90 градусов без применения дополнительных переходных угловых кронштейнов и переходных фланцев.

Каждый шарнир T-серии оснащен прецизионной зубчатой волновой передачей, низковольтным векторным сервоприводом постоянного тока (DC 24–48 В) и сквозными кабельными каналами, обеспечивающими беспрепятственное вращение осей робота на 360 градусов в ограниченных монтажных габаритах.

• Т-образная угловая архитектура: перпендикулярное расположение входного привода и выходного фланца шарнира для оптимизации кинематики звеньев манипулятора
• Встроенный цифровой серводрайвер: поддержка векторного управления FOC с контурами тока (10 кГц), скорости и позиции по шинам CANopen и EtherCAT (профиль CiA 402)
• Механические параметры: номинальный момент от 15 до 250 Н·м, жесткий перекрестно-роликовый опорный подшипник для восприятия высоких опрокидывающих моментов
• Защищенность и терморегулирование: цельнометаллический алюминиевый корпус с эффективным рассеиванием тепла, степень защиты оболочки IP54/IP65 и диапазон рабочих температур от 0 до +55 °C

Облегченные фланцевые суставные модули eRob70F и eRob80F (0.89 кг)

Сверхкомпактные фланцевые шарниры eRob серии F (модели eRob70F и eRob80F V4) представляют собой ультралегкие суставные узлы, спроектированные для дистальных звеньев и запястных механизмов коллаборативных роботов (коботов), экзоскелетов и антропоморфных манипуляторов.

Модель eRob80F при наружном диаметре всего 80 мм и сквозном полом отверстии 18 мм весит рекордные 0.89 кг, обеспечивая выдающееся соотношение собственной массы к полезной грузоподъемности.

Интегрированный серводрайвер последнего поколения поддерживает работу по протоколам EtherCAT с циклом синхронизации до 250 мкс, позволяя создавать высокодинамичные робототехнические комплексы с ультрабыстрым откликом на силовое воздействие оператора.

• Сверхлегкая компактная конструкция: наружный монтажный диаметр 70–80 мм, масса базового модуля eRob80F всего 0.89 кг и сквозное полое отверстие 18 мм
• Динамические показатели: пиковый крутящий момент до 55–85 Н·м при минимальной инерции ротора для скоростных операций манипулирования и сборки
• Системы безопасности и обратной связи: двойные энкодеры до и после редуктора для прямого контроля деформации волны и реализации бездатчикового силомоментного контроля
• Сертификация CR: первый в отрасли национальный китайский сертификат CR (China Robot Certification) на интегрированные шарниры человекоподобных роботов

Полые абсолютные магнитные энкодеры eCoder (eCoder11, eCoder18, eCoder20, eCoder35, eCoder45, eCoder65)

Серия прецизионных встраиваемых энкодеров eCoder производства ZeroErr Control разработана на основе передовой магниторезистивной технологии бесконтактного считывания угла поворота.

Энкодеры выполнены в ультратонком плоском форм-факторе с большим сквозным центральным отверстием (диаметр полого вала от 11 до 65 мм), что позволяет монтировать их непосредственно на выходные валы редукторов, полостные шпиндели и поворотные платформы.

Двухканальная структура кодового диска и специализированный сигнальный процессор обеспечивают абсолютное измерение положения с разрешением до 17–21 бит на один оборот, сохраняя прецизионную точность даже при наличии радиальных биений, вибраций и запыленности рабочей зоны.

• Разрешающая способность и точность: однооборотное абсолютное разрешение от 17 до 21 бит (до 2 097 152 отсчетов на оборот) с угловой погрешностью менее ±30 угловых секунд
• Разнообразие типоразмеров полого вала: модели eCoder11, eCoder18, eCoder20, eCoder35, eCoder35H, eCoder45 и eCoder65 с диаметром внутреннего отверстия от 11 до 65 мм
• Цифровые протоколы обмена: поддержка стандартных скоростных интерфейсов BiSS-C (до 10 Мбит/с), SSI, RS-485 Modbus-RTU и асинхронного UART для контроллеров привода
• Стойкость к внешним воздействиям: нечувствительность к масляным аэрозолям, влажности и конденсату, устойчивость к ударам до 100g и диапазон температур от -40 до +85 °C

Встраиваемые низковольтные микросерводрайверы постоянного тока DC 24–48 В с профилем CiA 402

Высокоплотные микросерводрайверы постоянного тока разработки ZeroErr Control предназначены для интеграции внутрь робототехнических суставов, поворотных столов и автоматизированных транспортных тележек AGV/AMR.

Сервоприводы функционируют в диапазоне напряжений питания DC от 18 до 56 В (номинал 24 В / 48 В) и обеспечивают долговременный рабочий ток до 15–30 А при пиковых токах до 60 А.

Аппаратная часть построена на базе скоростных цифровых сигнальных процессоров с частотой дискретизации ШИМ до 20–40 кГц, что гарантирует плавное векторное управление FOC, минимальные пульсации крутящего момента на низких скоростях и бесшумную работу электродвигателя.

• Электрические характеристики: диапазон питающего напряжения DC 18–56 В, номинальный непрерывный ток до 25 А и пиковый импульсный ток до 60 А
• Режимы управления движением: циклическое синхронное позиционирование (CSP), скорости (CSV) и момента (CST), профильные режимы PP/PV по спецификации CAN in Automation CiA 402
• Поддержка датчиков обратной связи: универсальный вход для энкодеров BiSS-C, SSI, инкрементальных ABZ энкодеров, датчиков Холла и температурных датчиков обмоток NTC/PT1000
• Встроенные защитные механизмы: защита от перенапряжения, перегрузки по току, перегрева силовых транзисторов MOSFET, короткого замыкания фаз и аппаратный вход Safe Torque Off (STO)

Импульсные промышленные источники питания ePower (400 Вт, 800 Вт, 1500 Вт)

Специализированная серия блоков питания ePower разработана инженерами ZeroErr Control для стабильного электропитания многоосевых манипуляторов и сервоприводных комплексов на базе модулей eRob.

Источники питания преобразуют стандартное однофазное переменное напряжение сети AC 90–264 В в стабилизированное постоянное напряжение DC 24 В или 48 В с высоким коэффициентом мощности (PFC > 0.98) и КПД до 94%.

Модули оптимизированы под резкие динамические перепады нагрузок, характерные для роботизированных циклов разгона и торможения, обеспечивая двухкратную перегрузочную способность по току без просадок выходного напряжения.

• Мощностной ряд и номиналы: промышленные импульсные блоки питания номинальной мощностью 400 Вт, 800 Вт и 1500 Вт со стабилизированным выходом DC 24 В / 48 В
• Высокая энергоэффективность: коэффициент полезного действия до 93–94%, активная коррекция коэффициента мощности (PFC) и низкий уровень электромагнитных помех класс B
• Динамическая перегрузочная стойкость: способность выдерживать пиковые броски тока до 200% от номинала в течение 3–5 секунд при интенсивных циклах позиционирования осей
• Конструктивное исполнение: металлический корпус с конвекционным или вентиляторным охлаждением, монтаж на DIN-рейку или шасси шкафа управления роботом

Модули динамического торможения и сброса рекуперации ePower-Board

Модули защиты питания и гашения кинетической энергии ePower-Board выполняют важнейшую функцию безопасности в многоосевых манипуляторах, предотвращая аварийное повышение напряжения на шине постоянного тока.

При экстренной остановке робота или быстром реверсивном движении шарниров eRob серводвигатели переходят в генераторный режим, сбрасывая рекуперированную энергию обратно в контур питания.

Модуль ePower-Board в реальном времени отслеживает уровень потенциала DC шины и при превышении порога 52–56 В мгновенно активирует силовой электронный ключ, сбрасывая избыточную энергию на балластные керамические резисторы.

• Аппаратная защита шины питания: непрерывный мониторинг напряжения DC шины с микросекундным временем реакции на броски потенциала при рекуперации
• Встроенные балластные резисторы: рассеивание избыточной кинетической мощности торможения через термостойкие нагрузочные резисторы с защитой от перегрева
• Предотвращение сбоев контроллеров: устранение аварийных блокировок серводрайверов по ошибке «Overvoltage» и защита импульсных блоков питания от обратного тока
• Совместимость и интеграция: компактная плата с винтовыми клеммниками для параллельного подключения между источником ePower и группой суставных шарниров eRob

Гибридные кабельные сборки eRob и аппаратные интерфейсы отладки ZeroErr Studio

Надежность промышленного манипулятора напрямую зависит от качества коммутационных соединений между звеньями.

ZeroErr Control выпускает специализированную линейку высокогибких кабельных трасс eRob, сочетающих в общей экранированной оболочке силовые жилы электропитания (AWG 16–20) и витые пары высокоскоростной шины EtherCAT или CANopen.

Кабели выдерживают свыше 10 миллионов циклов изгиба в кабелеукладчиках и торсионного скручивания внутри полых валов шарниров.

Для пусконаладки и сервиса поставляются фирменные USB-интерфейсы отладки eRob Debugger, позволяющие подключать шарниры к ПК для настройки коэффициентов ПИД-регуляторов, калибровки нуля и мониторинга осциллограмм токов в фирменном ПО ZeroErr Studio и среде Beckhoff TwinCAT.

• Гибридная конструкция кабелей: объединение цепей силового питания DC и экранированных пар интерфейсов EtherCAT/CANopen в износостойкой полиуретановой оболочке PUR
• Сверхвысокая гибкость и ресурс: стойкость к знакопеременным изгибам и знакопеременному скручиванию (свыше 10 млн циклов), маслобензостойкость и огнестойкость
• Аппаратный адаптер eRob Debugger: компактный USB-конвертер с гальванической развязкой для прямого подключения сервопривода к ПК инженера
• Программное обеспечение настройки: полная интеграция с ZeroErr Studio и средами TwinCAT / CODESYS для быстрой автонастройки контуров и диагностики кодов ошибок