Správy

Spoločnosť DSPOWER vznikla v roku 2013 a je výrobcom zameraným na výskum a vývoj, výrobu a vzdelávanie v oblasti robotických servopohonov,inteligentné servopohony robotov, servá dronov a súvisiace príslušenstvo.

Od svojho založenia sa zameriavame na požiadavky robotov a servopohonov dronov a navrhujeme a vyvíjame servo produkty vhodné pre používateľov robotov.

Dnes sa s vami podelíme o naše riešenia s robotickým ramenom.

Robotické rameno vykonáva riadenie pohybu, akoby sa do jeho oceľovej kostry vstrekla duša, a servo je neuveriteľne presným veliteľom. V dielni výskumu a vývoja spoločnosti DSPOWER môžeme každý deň vidieť, ako sa tieto komponenty premieňajú z výkresov na živých mechanických tanečníkov.

Dnes vám chcem povedať, ako servo umožňuje robotickému ramenu fungovať rovnako flexibilne ako ľudskému ramenu, čo zahŕňa presné ozubené kolesá, ktoré do seba zasahujú, a inteligentné plánovanie.

Ako servo ovláda uhol robotického ramena

Servopohon je vybavený vysoko inteligentným systémom spätnej väzby. Potenciometer monitoruje polohu výstupného hriadeľa v reálnom čase po prijatí riadiaceho signálu. Po porovnaní tejto polohy s cieľovou polohou okamžite upraví otáčanie motora.

Je to podobné, ako keby ste sa rukou dotýkali predmetu a zároveň si zakrývali oči, pričom prsty neustále vykonávajú drobné úpravy, kým sa nedosiahne presná poloha. Servopohon, ktorý sme starostlivo navrhli pre čistiace roboty, využíva sériovú komunikáciu TTL, ktorá umožňuje každému kĺbu nezávisle hlásiť údaje o polohe.Vďaka tomu je chyba menšia ako 0,5 stupňa, keď rameno robota zostane v prednastavenom uhle.

V praktických aplikáciách sa musí každý kĺb robotického ramena koordinovať v rôznych uhloch. Napríklad pri uchopení nakloneného pohára musí servomotor zápästia kompenzovať 15-stupňový náklon, zatiaľ čo servomotor ramena udržiava 30-stupňovú oporu.

Táto viacuhlová koordinácia vyžaduje rýchlu reakciu serv. Používame kovový prevodový systém, ktorý dokáže udržať stabilitu polohy aj pri krútiacom momente 85 kgf.cm, podobne ako keby sme robotickému ramenu pridali svaly odolné voči únave.

Prečo je potrebné, aby viacero serv spolupracovalo?

Jediné servo dokáže dosiahnuť iba jednoduché pohyby, no robotické rameno musí fungovať s maximálnou plynulosťou ľudskej ruky. Predstavte si, že držíte pero a píšete; táto činnosť si vyžaduje koordinovaný pohyb zápästia, lakťa a ramena.

V päťosovom robotickom vysávači, ktorý vyvinul náš partner, servá predného kĺbu stupňa nesú zaťaženie, servá stredného kĺbu stupňa ovládajú pohyb vysúvania a servá koncového stupňa vykonávajú jemné pohyby. Toto rozdelenie práce je podobné symfonickému orchestrálnemu súboru medzi rôznymi nástrojmi.

V systéme s viacerými servomotormi je riadenie časovania obzvlášť dôležité. Raz sme mali prípad, keď sa robotické rameno pri uchopení vajíčka chvelo. Neskôr sme zistili, že to bolo spôsobené 10-milisekundovým oneskorením v odozve serv zápästia a prstov. Zlepšením distribúcie PWM signálu sme dokázali dosiahnuť dokonalú synchronizáciu všetkých serv, ako keby fungoval vyškolený zbor. Teraz tento systém dokáže plynulo uchopiť surové vajíčko bez toho, aby ho rozbil.

Ako ovplyvňuje krútiaci moment servomotora robotické rameno?

Je to podobné pocitu, ako keď sa trasie ľudská ruka.

Vyšší krútiaci moment však nie je vždy lepší. Nadmerný krútiaci moment zvyšuje spotrebu energie a môže tiež viesť k objemným konštrukciám. Serva, ktoré sme navrhli pre stolové roboty, môžuvykonávať tie najjemnejšie operácie s krútiacim momentom 6,3 kgf.cmKľúčom je prispôsobiť krútiaci moment požiadavkám na zaťaženie robotického ramena, rovnako ako pri výbere motora auta sa nemusíte vždy snažiť o maximálny výkon.

Ako si vybrať model servopohonu robotického ramena

Pri výbere modelu serva zvážte prevádzkový scenár robota. Pre aplikácie, ktoré vyžadujú časté spúšťanie a zastavovanie, sa odporúča digitálne servo s funkciou brzdenia. Jeden prípad zákazníka, s ktorým sme sa stretli, sa týkal automatizovanej výrobnej linky, ktorá vyžadovalarobotické rameno na dosiahnutie 20 presných zastavení za minútuKonvenčné analógové servá by trpeli kumulatívnymi chybami, zatiaľ čo digitálne servá s vyššou obnovovacou frekvenciou tento problém dokonale riešia.

Zodpovedajúce rozmery sú tiež dôležité. V minulosti niektorí zákazníci umiestňovali štandardné servomotory do kompaktných robotických ramien, čo malo za následok slabý odvod tepla. Následne sme vyvinuli špeciálne navrhnuté 26 mm servomotor chápadla, ktorý je o 40 % menší a zároveň si zachováva krútiaci moment 3 kg·cm. Je to ako šiť oblečenie na mieru pre robotické rameno – musí umožňovať voľný pohyb bez toho, aby bolo príliš voľné.

Aké sú rozdiely v protokoloch servo riadenia?

Protokol PWM, podobne ako vodič typu „takt-takt“, prenáša príkazy prostredníctvom šírky impulzu, zatiaľ čo sériový protokol TTL, podobne ako konverzácia, dokáže prenášať zložitejšie parametre. V laboratóriu DSPOWER tieto dva protokoly často porovnávame.

PWM je vhodná na jednoduché riadenie z bodu do bodu, ako je napríklad zapnutie alebo vypnutie svetla.TTL dokáže súčasne získať viacero spätnoväzobných signálov, ako napríklad poloha, teplota a prúd.

V súčasnosti čoraz viac robotických ramien prijíma hybridné protokoly, ako napríklad náš projekt bionického robotického ramena. Základné pohyby využívajú PWM riadenie na zabezpečenie výkonu v reálnom čase, zatiaľ čo jemné ladenie pomocou TTL prenáša podrobné parametre.

Je to ako šoférovanie auta, kde musíte používať pedále na ovládanie rýchlosti a palubnú dosku na monitorovanie stavu. Táto flexibilná konfigurácia umožňuje robotickým ramenám prispôsobiť sa čoraz zložitejšiemu pracovnému prostrediu.

Ako zlepšiť presnosť servoriadenia

Zlepšenie presnosti si vyžaduje hardvér aj softvér. V hardvéri používame presne obrábané ozubené kolesá s hrúbkou 0,1 mm na zníženie vôle v prevodovke. Zákazník uviedolpretrvávajúce 2 mm kolísanie na konci robotického ramenaPo prešetrení sme zistili, že to bolo spôsobené vôľou ozubeného kolesa v zábere.

Problém sa vyriešil nahradením ozubených kolies špirálovou štruktúrou ozubených kolies. Je to podobné ako pri hodinkovom strojčeku: presnosť každého ozubeného kolesa ovplyvňuje celkové meranie času.

Rovnako dôležitý je aj softvér. Náš systém proti chveniu predpovedá zotrvačnosť pohybu robotického ramena a vopred ju kompenzuje. Napríklad počas núdzového brzdenia generuje signál spätného jemného doladenia, aby sa eliminovalo prekročenie spôsobené zotrvačnosťou, podobne ako skúsený vodič jemne stlačí brzdový pedál, aby zabezpečil plynulé a nerušené zastavenie.