Harmonic Drive FHA-32C-100-H-C1024-EC-SP 025828-100HC

Harmonic Drive FHA-32C-100-H-C1024-EC-SP (P/N: 025828-100HC) 是哈默纳科（Harmonic Drive Systems Inc.）公司FHA系列中的一款高性能、紧凑型、一体化伺服执行器。该产品属于精密运动控制领域的核心驱动部件，它将无刷伺服电机、高精度谐波齿轮减速机和高分辨率多圈绝对值编码器高度集成在一个紧凑的单元内。其核心价值在于提供了零背隙、高扭矩密度、高刚性和超高重复定位精度的旋转运动输出，专为对运动性能要求极端苛刻的工业机器人（特别是协作机器人、SCARA机器人、Delta机器人）、半导体制造设备、精密光学定位平台、航空航天作动器以及高端自动化检测设备而设计。

应用场景：

在日本一家顶尖的半导体封装测试设备制造商的全自动芯片挑拣与贴装系统中，需要一个能够以微米级精度、每秒多次重复拾取和放置微小芯片的旋转关节。该系统选用了Harmonic Drive FHA-32C-100-H-C1024-EC-SP 作为其核心旋转轴（Theta轴）的驱动单元。执行器内部的无刷电机提供高速旋转，经过内置的100:1 高减速比谐波减速器后，输出轴获得巨大的扭矩放大和精确的速度控制。在一次典型的拾取循环中，上位控制器发出指令，执行器凭借其零背隙特性，驱动真空吸嘴从供料器精确旋转到视觉相机下进行位置校准，然后再精确旋转到PCB板的目标焊盘位置。整个过程中，其内置的24位多圈绝对值编码器（由“C1024”等代码指示） 提供了绝对位置反馈，确保每次旋转的角度都准确无误。其卓越的重复定位精度（通常可达±20角秒以内）保证了芯片被精确地放置在焊盘中心，即使经过数百万次循环，精度也毫无衰减，极大提升了生产良率和设备可靠性。

核心参数速览：

技术原理与创新价值：

· 创新点1：谐波传动原理实现的零背隙与高精度：FHA-32C-100 的核心是其内置的谐波齿轮减速机。它由波形发生器、柔轮和刚轮三个基本部件构成。通过波形发生器使柔轮产生弹性变形，并与刚轮齿啮合传动。这种独特的“面接触”多齿同时啮合的方式，不仅实现了高达100:1甚至更高的单级减速比，而且从根本上消除了传统齿轮的齿隙。这意味着输出轴在正反转切换时没有任何空程，提供了无与伦比的位置重复精度和运动响应特性，这是精密定位应用的基石。

· 创新点2：高度集成的一体化设计：哈默纳科将谐波减速器、匹配优化的无刷伺服电机和高分辨率反馈编码器完美集成在一个紧凑的圆柱形外壳内。这种一体化设计为用户带来了巨大便利：即插即用，省去了用户自行选型匹配电机、减速机、编码器以及精密组装校准的复杂过程和风险；节省空间，极其紧凑，特别适合多关节机器人和空间受限的设备；优化性能，电机与减速机由原厂精准匹配，确保最佳的动态性能和效率。

· 创新点3：长寿命与高可靠性：谐波减速机的零部件少，且采用高强度合金钢制造，具有很高的负载能力和寿命。在合理的负载和润滑条件下，其使用寿命可达数千甚至上万小时。一体化封装也保护了内部精密部件免受灰尘、切屑等污染。多圈绝对值编码器的采用，使得设备断电后无需执行回零操作，上电即可恢复绝对位置，提高了设备可用性和安全性。停电制动器选项可在断电时锁定输出轴，防止负载因自重移动。

应用案例与行业价值：

在欧洲某领先的医疗机器人公司开发的脊柱外科手术机器人中，机械臂末端执行器需要以亚毫米级的精度和极高的稳定性引导手术器械。

1. 实现手术级的运动精度与安全性：机器人的多个旋转关节均采用了类似FHA-32C-100 的高精度谐波执行器。其零背隙和超高重复定位精度确保了机械臂的运动能严格遵循术前规划路径，毫无抖动或偏移。这对于在狭小的椎弓根空间内安全、准确地植入螺钉至关重要。执行器的可靠性和平稳性直接关系到手术的成功率和患者安全。

2. 满足紧凑、轻量化的设计需求：手术机器人需要在手术室有限的空间内灵活操作，且机械臂需要足够轻以便于悬吊或移动。FHA 执行器的高扭矩密度和紧凑外形，使得设计师能够在保证输出力矩的前提下，尽可能减小关节尺寸和重量，优化了机器人的整体人机工程学和动态性能。

3. 提升设备可靠性并降低维护：医疗设备对可靠性要求极高。谐波减速机构本身具有长寿命和免维护（在润滑有效期内）的特点。一体化设计减少了外部连接件和潜在的故障点。其绝对式编码器也避免了因电池失效导致的位置丢失风险。这使得手术机器人能够长时间稳定运行，维护间隔长，总体拥有成本更优。

相关产品组合方案：

1. 伺服驱动器 (如 EtherCAT总线型驱动器)：用于驱动和控制FHA 执行器，接收位置指令并读取编码器反馈。

2. 上游运动控制器或机器人控制器：规划运动轨迹，向驱动器发送指令。

3. 高柔性伺服电缆：连接执行器与驱动器，传输动力和反馈信号。

4. 安装法兰与连接件：用于将执行器牢固地安装到机械结构上。

5. 谐波减速机润滑脂：专用的长寿命润滑脂，用于维护或翻新。

6. 第三方力/扭矩传感器：安装在执行器输出端，实现力控或碰撞检测。

7. 散热附件 (如小型风扇或散热片)：在高速高负载应用中对执行器进行辅助冷却。

8. 手持式编程器或调试软件：用于对驱动器和执行器进行参数设置和调试。

安装维护与全周期支持：

Harmonic Drive FHA-32C-100-H-C1024-EC-SP 执行器的安装必须严格遵循手册要求。需确保安装面平整，以规定扭矩和顺序拧紧安装螺栓，避免因安装应力导致精度下降或轴承损坏。输出轴与被驱动部件的连接需使用柔性联轴器或特殊设计的刚性连接件，以补偿微小的对中误差。电气连接需使用指定接口的电缆，并确保屏蔽层良好接地。 日常运行中，应监控执行器温升是否在允许范围内。定期检查安装螺栓有无松动。执行器本身基本免维护，但长期运行后（如数千小时），可能需要由专业人员进行润滑脂更换。如果出现异常噪音、振动或精度下降，应立即停机检查。