Новини

Компанія DSPOWER розпочала свою діяльність у 2013 році та є виробником, що спеціалізується на дослідженнях та розробках, виробництві та навчанні сервоприводів роботів,інтелектуальні сервоприводи роботів, сервоприводи дронів та супутні аксесуари.

З моменту свого заснування ми зосередилися на вимогах роботів та сервоприводів дронів, а також розробили сервоприводи, що підходять для користувачів роботів.

Сьогодні ми поділимося нашими рішеннями на основі роботизованої руки.

Роботизована рука виконує керування рухом, ніби в її сталевий скелет вдихають душу, а сервопривід є неймовірно точним командним механізмом. У дослідницькій майстерні DSPOWER ми щодня бачимо, як ці компоненти перетворюються з креслень на живих механічних танцюристів.

Сьогодні я хочу розповісти вам, як сервопривід дозволяє роботизованій маніпуляторі працювати так само гнучко, як і людській, що включає як точне зчеплення шестерень одна з одною, так і інтелектуальне планування.

Як сервопривід контролює кут роботизованої руки

Сервопривід оснащений високоінтелектуальною системою зворотного зв'язку. Потенціометр контролює положення вихідного вала в режимі реального часу після отримання керуючого сигналу. Після порівняння цього положення з цільовим положенням він негайно регулює обертання двигуна.

Це схоже на дотик до предмета рукою, прикриваючи очі, коли ваші пальці безперервно виконують дрібні корективи, доки не буде досягнуто точного позиціонування. Сервопривід, який ми ретельно розробили для роботів-прибиральників, використовує послідовний зв'язок TTL, що дозволяє кожному з'єднанню незалежно повідомляти дані про положення.Це гарантує, що коли рука робота залишається під заданим кутом, похибка становить менше 0,5 градуса.

На практиці кожен суглоб роботизованої руки повинен координувати свої рухи під різними кутами. Наприклад, під час захоплення нахиленої чашки сервопривід зап'ястя повинен компенсувати нахил на 15 градусів, тоді як сервопривід плеча підтримує опору на 30 градусів.

Така багатокутова координація вимагає швидкої реакції сервоприводів. Ми використовуємо металеву систему передач, яка може підтримувати стабільність положення навіть при крутному моменті 85 кгс·см, подібно до додавання м'язів, стійких до втоми, до роботизованої руки.

Чому необхідно, щоб кілька сервоприводів працювали разом?

Один сервопривід може виконувати лише прості рухи, тоді як роботизована рука повинна працювати з максимальною плавністю людської руки. Уявіть, що ви тримаєте ручку та пишете; ця дія вимагає скоординованого руху зап'ястя, ліктя та плеча.

У п'ятиосьовому роботизованому пилососі, розробленому нашим партнеромСервоприводи шарніра передньої каскади несуть навантаження, сервоприводи шарніра середньої каскади керують рухом висування, а сервоприводи кінцевої каскади виконують точні рухи. Цей розподіл праці подібний до симфонічного оркестрового ансамблю між різними інструментами.

У багатосервосистемі керування часом є особливо важливим. Одного разу у нас був випадок, коли роботизована рука тремтіла під час захоплення яйця. Пізніше ми виявили, що це було пов'язано з 10-мілісекундною затримкою у відгуку сервоприводів зап'ястя та пальців. Покращивши розподіл ШІМ-сигналу, нам вдалося досягти ідеальної синхронізації всіх сервоприводів, як у навченого хору. Тепер ця система може плавно захоплювати сире яйце, не розбиваючи його.

Як крутний момент сервоприводу впливає на роботизовану руку?

Це схоже на відчуття тремтіння людської руки.

Однак, вищий крутний момент не завжди кращий. Надмірний крутний момент збільшує споживання енергії, а також може призвести до громіздких конструкцій. Сервоприводи, які ми розробили для настільних роботів, можутьвиконувати найделікатніші операції з крутним моментом 6,3 кгс/смГоловне — узгодити крутний момент із вимогами до навантаження роботизованої руки, так само як і при виборі автомобільного двигуна не завжди потрібно прагнути максимальної потужності.

Як вибрати модель сервоприводу для роботизованої руки

Вибираючи модель сервоприводу, враховуйте сценарій роботи робота. Для застосувань, що потребують частих запусків і зупинок, рекомендується цифровий сервопривід з функцією гальмування. Один із випадків, з яким ми зіткнулися, стосувався автоматизованої виробничої лінії, яка вимагалаРоботизована рука, що досягає 20 точних зупинок за хвилинуЗвичайні аналогові сервоприводи страждають від кумулятивних помилок, тоді як цифрові сервоприводи з їхньою вищою частотою оновлення чудово вирішують цю проблему.

Збіг розмірів також має вирішальне значення. У минулому деякі клієнти розміщували стандартні сервоприводи в компактних роботизованих манипуляторах, що призводило до поганого розсіювання тепла. Згодом ми розробили спеціально розроблений 26-міліметровий сервопривід із захопленням, який на 40% менший, але зберігає крутний момент 3 кг·см. Це як пошиття одягу для роботизованого манипулятора — він повинен забезпечувати вільний рух, але не бути надто вільним.

Які відмінності між протоколами сервокерування?

Протокол ШІМ, подібно до провідника з синхронізацією імпульсів, передає команди за допомогою ширини імпульсу, тоді як послідовний протокол TTL, як і розмова, може передавати складніші параметри. У лабораторії DSPOWER ми часто порівнюємо ці два протоколи.

ШІМ підходить для простого керування між точками, такого як увімкнення або вимкнення світла.TTL може одночасно отримувати кілька сигналів зворотного зв'язку, такі як положення, температура та струм.

Наразі все більше і більше роботизованих рук використовують гібридні протоколи, такі як наш проект біонічної роботизованої руки. Базові рухи використовують ШІМ-керування для забезпечення продуктивності в режимі реального часу, тоді як точне налаштування за допомогою TTL передає детальні параметри.

Це як керування автомобілем, де потрібно використовувати педалі для контролю швидкості, а панель приладів для контролю стану. Така гнучка конфігурація дозволяє роботизованим рукам адаптуватися до дедалі складніших робочих середовищ.

Як покращити точність сервокерування

Підвищення точності вимагає як апаратного, так і програмного забезпечення. В апаратному забезпеченні ми використовуємо прецизійні шестерні з точністю 0,1 мм для зменшення люфту в трансмісії. Клієнт повідомивпостійне 2-міліметрове коливання на кінці роботизованої рукиПісля розслідування ми виявили, що це було спричинено люфтом у зачепленні шестерень.

Проблему було вирішено заміною шестерень на косозубу конструкцію. Це схоже на механізм годинника: точність кожної шестерні впливає на загальний відлік часу.

Не менш важливим є програмне забезпечення. Наша система стабілізації руху передбачає інерцію руху роботизованої руки та компенсує її заздалегідь. Наприклад, під час екстреного гальмування вона генерує зворотний сигнал точного налаштування, щоб усунути перевищення, спричинене інерцією, подібно до того, як досвідчений водій м’яко натискає на педаль гальма, щоб забезпечити плавну та безперешкодну зупинку.