為了順應(yīng)工業(yè)市場(chǎng)發(fā)展的潮流，作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的德國(guó) SICK 傳感器公司，在 2011 年推出了全數(shù)字的伺服反饋通訊協(xié)議——HIPERFACE DSL® 協(xié)議。這使得伺服反饋的通訊電纜減少到兩芯，從伺服驅(qū)動(dòng)器到伺服電機(jī)之間的連接只需一條電纜。 HIPERFACE DSL®接口，完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，可以幫助徹底改善伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，提供全新的功能。HIPERFACE DSL® 數(shù)字化伺服反饋接口已經(jīng)為電氣驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)了技術(shù)性革命。電氣制造商、電機(jī)制造商、機(jī)械制造商和最終用戶(hù)都在推動(dòng)單電纜技術(shù)的發(fā)展，因?yàn)樵摷夹g(shù)為所有相關(guān)方都提供了決定性?xún)?yōu)勢(shì)。

在2015年7月的CIROS中國(guó)國(guó)際機(jī)器人展上，知名的機(jī)器人制造商上海新時(shí)達(dá)展出了全新的單電纜機(jī)器人系統(tǒng)解決方案。該方案為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，國(guó)際領(lǐng)先的單電纜機(jī)器人伺服系統(tǒng)方案。它率先將 HIPERFACEDSL® 單電纜數(shù)字伺服反饋技術(shù)應(yīng)用于六軸的關(guān)節(jié)機(jī)器人上。機(jī)器人本體采用了上海新時(shí)達(dá) SR 系列通用機(jī)器人。 SR20 結(jié)構(gòu)輕巧，有效負(fù)載為 20Kg，最大工作半徑為 1588mm。它的外形結(jié)構(gòu)緊湊，各關(guān)節(jié)均安裝了高精度減速機(jī)，高速的關(guān)節(jié)速度能在狹小的工作空間內(nèi)進(jìn)行靈活的作業(yè)，可以進(jìn)行搬運(yùn)、碼垛、裝配等作業(yè)。作為機(jī)器人動(dòng)力的來(lái)源，上海新時(shí)達(dá)公司采用了自主研發(fā)的eMobotic 系列高性能網(wǎng)絡(luò)型伺服驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器支持HIPERFACE DSL® 伺服反饋接口，簡(jiǎn)化了電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的連接，可降低系統(tǒng)成本和空間布線(xiàn)復(fù)雜度。兩軸同步精度 <0.1us 電流環(huán)周期 50us，速度環(huán)和位置環(huán)周期 100us 。并支持多種總線(xiàn)接口（ POWERLINK、 EtherCAT、CANOpen、 PROFINET 等）。

HIPERFACE DSL® 伺服反饋技術(shù)

上海新時(shí)達(dá)運(yùn)控事業(yè)部全新推出的 eMobotic 高性能網(wǎng)絡(luò)型伺服驅(qū)動(dòng)器，完美實(shí)現(xiàn)了 HIPERFACE DSL 接口的最大收益。

當(dāng)然，精湛的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也離不開(kāi)高品質(zhì)的伺服電機(jī)作為支撐。由于配備了六臺(tái)上海翡葉動(dòng)力出品的 5FS 系列高功效和高動(dòng)態(tài)性能伺服電機(jī)，該單電纜機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)尤為強(qiáng)勁。該系列電機(jī)具有良好的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，使慣量最小化，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低，高負(fù)載能力。由于電機(jī)的設(shè)計(jì)符合 HIPERFACE DSL® 伺服反饋協(xié)議的規(guī)范。電機(jī)的動(dòng)力傳輸與編碼器反饋合二為一，立即節(jié)省了編碼器插座與編碼器插頭的成本。特別是保留下來(lái)的電纜連接與普通伺服電機(jī)的動(dòng)力電纜結(jié)構(gòu)非常近似，電機(jī)側(cè)僅需保留一套普通的電源動(dòng)力連接器。由于節(jié)省了一套編碼器信號(hào)連接器的安裝空間，伺服電機(jī)的尺寸變得更加緊湊，重量也變得更加輕巧。

為了保證了優(yōu)異的動(dòng)態(tài)特性，作為運(yùn)動(dòng)控制的核心，該系列伺服電機(jī)的反饋系統(tǒng)采用了來(lái)自德國(guó) SICK 的 EKM36 伺服反饋編碼器。作為支持 HIPERFACE DSL® 技術(shù)的首款伺服反饋編碼器，它的分辨率高達(dá) 20 位，并且多圈記錄方式采用了德國(guó)傳統(tǒng)的機(jī)械齒輪式結(jié)構(gòu)，永久免維護(hù)且無(wú)需更換電池。由于采用半徑僅為 2mm沖擊較強(qiáng)的使用環(huán)境。并具借助編碼器內(nèi)置的診斷功能，溫度、速度和電流、電壓等信息都會(huì)被記錄在伺服編碼器中，伺服驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)伺服反饋通信協(xié)議從伺服編碼器中獲取相應(yīng)的信息。這些診斷信息使得設(shè)備的維護(hù)更加高效，從而幫助提高設(shè)備的可用性和降低設(shè)備的故障率。如果將伺服驅(qū)動(dòng)器接入因特網(wǎng)，上述這些診斷信息還可以由維護(hù)工程師通過(guò)遠(yuǎn)程操作的方式進(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的診斷和預(yù)防性維護(hù)，將為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

由于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了數(shù)字化的信號(hào)傳輸和HIPERFACE DSL®特有的抗干擾技術(shù)，不僅從伺服驅(qū)動(dòng)器到伺服電機(jī)的傳輸僅需一根電纜，并且，從機(jī)器人本體到電氣柜的傳輸也僅需一根電纜。作為眾多優(yōu)秀的電纜供應(yīng)商之一，來(lái)自意大利的 TK 集團(tuán)公司為新時(shí)達(dá)機(jī)器人提供了全套的高品質(zhì)的機(jī)器人用復(fù)合電纜解決方案，包括伺服驅(qū)動(dòng)電纜與機(jī)器人本體電纜。該系列電纜符合 HIPERFACE DSL® 技術(shù)規(guī)范，并完美適用于機(jī)器人應(yīng)用的抗扭轉(zhuǎn)特性要求：扭轉(zhuǎn)角度達(dá) +/-180° /1m，彎曲半徑為 7.5倍電纜直徑。采用 PUR 護(hù)套，屏蔽覆蓋率高達(dá) 85%，耐油，阻燃，并通過(guò) UL/CAS & DESINA 認(rèn)證。

Hiperface DSL® 接口伺服反饋編碼器（ EKS/EKM36)

由于電纜設(shè)計(jì)制造符合HIPERFACE DSL® 技術(shù)規(guī)范的要求，可保證長(zhǎng)達(dá) 100 米信號(hào)傳輸距離。由于整體機(jī)器人的布局減少了將近一半的電纜數(shù)量，使得整個(gè)機(jī)器人的布線(xiàn)更加簡(jiǎn)潔緊湊，并且重量也更輕盈，機(jī)械運(yùn)動(dòng)的慣量也達(dá)到更小，最終達(dá)到更少的能耗。更低的成本，更少的空間需求，更高的性能以及更高的安全性和可靠性，HIPERFACE DSL® 數(shù)字伺服反饋技術(shù)引領(lǐng)了機(jī)器人發(fā)展的方向，為單電纜機(jī)器人的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且，機(jī)器人的
最終使用者將從中獲得最大的收益。

單電纜機(jī)器人系統(tǒng)解決方案

采用 HiperfaceDSL® 數(shù)字伺服反饋技術(shù)，編碼器電纜與電機(jī)動(dòng)力電纜合二為一，節(jié)省布線(xiàn)空間，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低總線(xiàn)成本，采用純數(shù)字信號(hào)傳輸，增強(qiáng)抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性。