„DSPOWER“ veiklą pradėjo 2013 m. ir yra gamintoja, kurios pagrindinis dėmesys skiriamas robotų servo variklių tyrimams ir plėtrai, gamybai ir mokymui.išmaniosios robotų servo pavaros, dronų servo varikliai ir susiję priedai.
Nuo pat įkūrimo daugiausia dėmesio skyrėme robotų ir dronų servo variklių reikalavimams, kūrėme ir vystėme servo gaminius, tinkamus robotų naudotojams.
Šiandien pasidalinsime savo robotinių rankų sprendimais.
Robotinė ranka atlieka judesio valdymą, tarsi į plieninį karkasą įleistų sielą, o servovariklis yra neįtikėtinai tikslus valdiklis. DSPOWER tyrimų ir plėtros dirbtuvėse kiekvieną dieną galime matyti, kaip šie komponentai iš brėžinių virsta gyvais mechaniniais šokėjais.
Šiandien noriu papasakoti, kaip servo mechanizmas leidžia roboto rankai veikti taip pat lanksčiai, kaip ir žmogaus rankai, o tai apima tiek tikslų krumpliaračių sujungimą tarpusavyje, tiek išmanų planavimą.
Kaip servo variklis kontroliuoja robotinės rankos kampą
Servo variklyje integruota itin išmani grįžtamojo ryšio sistema. Potenciometras, gavęs valdymo signalą, realiuoju laiku stebi išėjimo veleno padėtį. Palyginęs šią padėtį su tiksline padėtimi, jis nedelsdamas pakoreguoja variklio sukimąsi.
Tai panašu į objekto lietimą ranka, prisidengiant akis, kai pirštai nuolat atlieka smulkius koregavimus, kol pasiekiama tiksli padėtis. Mūsų kruopščiai sukurta valymo robotams servo pavara naudoja TTL nuoseklųjį ryšį, leidžiantį kiekvienai jungčiai nepriklausomai pateikti padėties duomenis.Tai užtikrina, kad roboto rankai išliekant iš anksto nustatytu kampu, paklaida yra mažesnė nei 0,5 laipsnio.
Praktiškai kiekvienas robotinės rankos sąnarys turi būti koordinuojamas skirtingais kampais. Pavyzdžiui, suimant pakreiptą puodelį, riešo servo mechanizmas turi kompensuoti 15 laipsnių pasvirimą, o peties servo mechanizmas palaiko 30 laipsnių atramą.
Ši daugiakampė koordinacija reikalauja, kad servo varikliai reaguotų greitai. Naudojame metalinę pavarų sistemą, kuri gali išlaikyti padėties stabilumą net esant 85 kgf·cm sukimo momentui, tarsi prie robotinės rankos pridėtume nuovargiui atsparius raumenis.
Kodėl reikia, kad keli servo varikliai veiktų kartu?
Vienas servo variklis gali atlikti tik paprastus svyravimus, o robotinė ranka turi veikti taip sklandžiai, kaip žmogaus ranka. Įsivaizduokite, kad laikote rašiklį ir rašote; šiam veiksmui reikalingi koordinuoti riešo, alkūnės ir peties judesiai.
Mūsų partnerio sukurtame penkių ašių robotiniame dulkių siurblyjePriekinės pakopos jungčių servovarikliai laiko apkrovą, vidurinės pakopos jungčių servovarikliai valdo išplėtimo judesį, o galinės pakopos servovarikliai atlieka tikslius judesius. Šis darbo pasidalijimas yra panašus į simfoninio orkestro ansamblį tarp skirtingų instrumentų.
Daugiafunkcinėje servo sistemoje laiko valdymas yra ypač svarbus. Kartą turėjome atvejį, kai robotinė ranka drebėjo griebdama kiaušinį. Vėliau sužinojome, kad tai įvyko dėl 10 milisekundžių vėlavimo riešo ir pirštų servo variklių reagavimo metu. Patobulinę PWM signalo paskirstymą, sugebėjome pasiekti tobulą visų servo variklių sinchronizaciją, tarsi apmokytas choras. Dabar ši sistema gali sklandžiai griebti žalią kiaušinį jo nesulaužydama.
Kaip servo sukimo momentas veikia robotinę ranką?
Tai panašu į žmogaus rankos drebėjimo pojūtį.
Tačiau didesnis sukimo momentas ne visada yra geresnis. Per didelis sukimo momentas padidina energijos suvartojimą ir gali lemti didelių konstrukcijų susidarymą. Mūsų staliniams robotams sukurti servo varikliai gali...atlikti net ir subtiliausius veiksmus su 6,3 kgf·cm sukimo momentuSvarbiausia yra suderinti sukimo momentą su robotinės rankos apkrovos reikalavimais, lygiai taip pat, kaip renkantis automobilio variklį, ne visada reikia siekti maksimalios arklio galios.
Kaip išsirinkti robotinės rankos servo modelį
Renkantis servo modelį, atsižvelkite į roboto veikimo scenarijų. Taikomoms sritims, kurioms reikia dažnų paleidimų ir stabdymų, rekomenduojamas skaitmeninis servo su stabdymo funkcija. Vienas iš klientų atvejų, su kuriuo susidūrėme, buvo susijęs su automatizuota gamybos linija, kuriai reikėjoroboto ranka, leidžianti tiksliai sustoti 20 kartų per minutęĮprastiniai analoginiai servo varikliai patiria kaupiamųjų klaidų, o skaitmeniniai servo varikliai, pasižymintys didesniu atnaujinimo dažniu, puikiai išsprendžia šią problemą.
Taip pat labai svarbu suderinti matmenis. Anksčiau kai kurie klientai į kompaktiškas robotų rankas įdėdavo standartinius servo variklius, dėl ko prastai išsisklaidydavo šiluma. Vėliau sukūrėme specialiai sukurtą 26 mm griebtuvo servo variklį, kuris yra 40 % mažesnis, tačiau išlaiko 3 kg·cm sukimo momentą. Tai tarsi drabužių siuvimas robotų rankai – jie turi leisti laisvai judėti, bet ne būti per laisvi.
Kuo skiriasi servo valdymo protokolai?
PWM protokolas, panašus į „beat-beat“ laidą, perduoda komandas impulsų pločiu, o TTL nuoseklusis protokolas, kaip ir pokalbis, gali perduoti sudėtingesnius parametrus. DSPOWER laboratorijoje dažnai lyginame šiuos du protokolus.
PWM tinka paprastam taškiniam valdymui, pavyzdžiui, įjungti arba išjungti šviesą.TTL gali vienu metu gauti kelis grįžtamojo ryšio signalus, pavyzdžiui, padėtis, temperatūra ir srovė.
Šiuo metu vis daugiau robotinių rankų naudoja hibridinius protokolus, tokius kaip mūsų bioninės robotinės rankos projektas. Pagrindiniai judesiai atliekami naudojant PWM valdymą, kad būtų užtikrintas veikimas realiuoju laiku, o tikslus derinimas naudojant TTL perduoda išsamius parametrus.
Tai panašu į automobilio vairavimą, kai reikia naudoti pedalus greičiui valdyti, o prietaisų skydelį – būsenai stebėti. Ši lanksti konfigūracija leidžia robotinėms rankoms prisitaikyti prie vis sudėtingesnių darbo aplinkų.
Kaip pagerinti servo valdymo tikslumą
Tikslumui gerinti reikalinga ir aparatinė, ir programinė įranga. Aparatūroje naudojame 0,1 mm tiksliai apdirbtus krumpliaračius, kad sumažintume transmisijos laisvumą. Klientas pranešė...nuolatinis 2 mm svyravimas robotinės rankos galeAtlikę tyrimą nustatėme, kad tai sukėlė krumpliaračių laisvumas.
Problema buvo išspręsta pakeitus krumpliaračius spiraliniais krumpliaračiais. Tai panašu į laikrodžio mechanizmą: kiekvieno krumpliaračio tikslumas turi įtakos bendram laiko skaičiavimui.
Ne mažiau svarbi yra programinė įranga. Mūsų apsaugos nuo vibracijos sistema numato robotinės rankos judesio inerciją ir ją iš anksto kompensuoja. Pavyzdžiui, avarinio stabdymo metu ji generuoja atvirkštinį tikslinimo signalą, kad pašalintų inercijos sukeltą viršijimą, panašiai kaip patyręs vairuotojas švelniai nuspaudžia stabdžių pedalą, kad užtikrintų sklandų ir netrukdomą stabdymą.
Įrašo laikas: 2025 m. spalio 23 d.