Ştiri

DSPOWER a fost fondată în 2013 și este un producător axat pe cercetare și dezvoltare, fabricare și educație pentru servomotoare robotizate.servomotoare robotice inteligente, servomotoare pentru drone și accesorii aferente.

Încă de la înființare, ne-am concentrat pe cerințele roboților și servomotoarelor pentru drone și am proiectat și dezvoltat produse servo potrivite pentru utilizatorii de roboți.

Astăzi, vom împărtăși soluțiile noastre pentru brațe robotice.

Brațul robotic efectuează controlul mișcării, exact ca și cum ai injecta un suflet în scheletul său de oțel, iar servomotorul este comandantul incredibil de precis. În atelierul de cercetare și dezvoltare al DSPOWER, în fiecare zi putem vedea aceste componente transformate din desene în dansatori mecanici vii.

Astăzi, vreau să vă povestesc cum servomotorul face ca brațul robotic să funcționeze la fel de flexibil ca un braț uman, ceea ce implică atât angrenarea precisă a angrenajelor între ele, cât și programarea inteligentă.

Cum controlează un servomotor unghiul unui braț robotic

Servomotorul încorporează un sistem de feedback extrem de inteligent. Un potențiometru monitorizează poziția arborelui de ieșire în timp real la primirea unui semnal de control. După compararea acestei poziții cu poziția țintă, acesta ajustează imediat rotația motorului.

Acest lucru este similar cu atingerea unui obiect cu mâna în timp ce vă protejați ochii, unde degetele fac continuu ajustări minuscule până când se obține o poziționare precisă. Servomotorul pe care l-am proiectat meticulos pentru roboții de curățare utilizează comunicarea serială TTL, permițând fiecărei articulații să raporteze independent datele de poziție.Acest lucru asigură că, atunci când brațul robotului rămâne la unghiul prestabilit, eroarea este mai mică de 0,5 grade.

În aplicațiile practice, fiecare articulație dintr-un braț robotic trebuie să se coordoneze la unghiuri diferite. De exemplu, atunci când se apucă o cupă înclinată, servomotorul de la încheietura mâinii trebuie să compenseze o înclinare de 15 grade, în timp ce servomotorul de la umăr menține un suport de 30 de grade.

Această coordonare multi-unghiulară necesită ca servomotoarele să răspundă rapid. Folosim un sistem de angrenaje metalice care poate menține stabilitatea poziției chiar și sub un cuplu de 85 kgf.cm, ca și cum am adăuga mușchi rezistenți la oboseală la brațul robotic.

De ce este necesar ca mai multe servomotoare să funcționeze împreună?

Un singur servo poate realiza doar mișcări simple, însă un braț robotic trebuie să funcționeze cu fluiditatea maximă a unei mâini umane. Imaginați-vă că țineți un stilou și scrieți; această acțiune necesită mișcarea coordonată a încheieturii mâinii, cotului și umărului.

În aspiratorul robot cu cinci axe dezvoltat de partenerul nostru, servomotoarele articulațiilor etapei frontale suportă sarcina, servomotoarele articulațiilor etapei intermediare controlează mișcarea de extensie, iar servomotoarele etapei finale execută mișcări fine. Această diviziune a muncii este similară ansamblului orchestral simfonic dintre diferitele instrumente.

Într-un sistem cu mai multe servomotoare, controlul temporizării este deosebit de critic. Am avut odată un caz în care un braț robotic a tremurat în timp ce apuca un ou. Am descoperit ulterior că acest lucru se datora unei întârzieri de 10 milisecunde în răspunsul servomotoarelor de la încheietura mâinii și de la deget. Prin îmbunătățirea distribuției semnalului PWM, am reușit să obținem o sincronizare perfectă a tuturor servomotoarelor, ca un cor antrenat. Acum, acest sistem poate apuca fără probleme un ou crud, fără a-l crăpa.

Cum afectează cuplul servo un braț robotic?

Aceasta este similară cu senzația pe care o simte un braț uman care tremură.

Totuși, un cuplu mai mare nu este întotdeauna mai bun. Cuplul excesiv crește consumul de energie și poate duce, de asemenea, la structuri voluminoase. Servomotoarele pe care le-am proiectat pentru roboții de birou pot...realizează cele mai delicate operațiuni cu un cuplu de 6,3 kgf.cmCheia este de a adapta cuplul la cerințele de sarcină ale brațului robotic, la fel cum atunci când alegi un motor de mașină, nu trebuie întotdeauna să urmărești puterea maximă.

Cum să alegi un model de servomotor pentru braț robotic

Atunci când selectați un model de servo, luați în considerare scenariul de funcționare al robotului. Pentru aplicațiile care necesită porniri și opriri frecvente, se recomandă un servo digital cu funcție de frânare. Un caz de client pe care l-am întâlnit a implicat o linie de producție automatizată care necesitabraț robotic pentru a realiza 20 de opriri precise pe minutServomotoarele analogice convenționale ar suferi de erori cumulative, în timp ce servomotoarele digitale, cu rata lor de reîmprospătare mai mare, rezolvă perfect această problemă.

Potrivirea dimensiunilor este, de asemenea, crucială. În trecut, unii clienți plasau servomotoare standard în brațe robotice compacte, ceea ce ducea la o disipare slabă a căldurii. Ulterior, am dezvoltat un servomotor cu prindere special conceput, de 26 mm, care este cu 40% mai mic, menținând în același timp un cuplu de 3 kg·cm. Este ca și cum ai croi haine pentru un braț robotic - trebuie să permită mișcarea liberă fără a fi prea larg.

Care sunt diferențele dintre protocoalele de servocomandă?

Protocolul PWM, similar unui conductor beat-beat, transmite comenzi prin lățimea impulsului, în timp ce protocolul serial TTL, la fel ca o conversație, poate transmite parametri mai complecși. În laboratorul DSPOWER, comparăm adesea aceste două protocoale.

PWM este potrivit pentru control simplu punct la punct, cum ar fi aprinderea sau stingerea unei lumini, în timp ceTTL poate obține simultan mai multe semnale de feedback, cum ar fi poziția, temperatura și curentul.

În prezent, tot mai multe brațe robotice adoptă protocoale hibride, cum ar fi proiectul nostru de braț robotic bionic. Mișcările de bază utilizează controlul PWM pentru a asigura performanță în timp real, în timp ce reglajul fin cu TTL transmite parametri detaliați.

Este ca și cum ai conduce o mașină, unde trebuie să folosești pedalele pentru a controla viteza și tabloul de bord pentru a monitoriza starea. Această configurație flexibilă permite brațelor robotice să se adapteze la medii de lucru din ce în ce mai complexe.

Cum să îmbunătățești precizia servocomenzii

Îmbunătățirea preciziei necesită atât hardware, cât și software. În hardware, folosim angrenaje prelucrate cu precizie de 0,1 mm pentru a reduce jocul transmisiei. Un client a raportato oscilație persistentă de 2 mm la capătul brațului roboticDupă investigație, am constatat că acest lucru a fost cauzat de jocul dintre angrenajul angrenajului.

Prin înlocuirea angrenajelor cu o structură elicoidală, problema a fost rezolvată. Acest lucru este similar cu mecanismul unui ceas: precizia fiecărei angrenaje afectează cronometrarea generală.

La fel de important este și software-ul. Sistemul nostru anti-vibrații prezice inerția mișcării brațului robotic și o compensează în avans. De exemplu, în timpul unei opriri de urgență, generează un semnal de reglare fină inversă pentru a elimina depășirea cauzată de inerție, la fel cum un șofer experimentat apasă ușor pedala de frână pentru a asigura o oprire lină și fără obstacole.