Ziņas

Lai robotizētā roka varētu elastīgi kustēties un precīzi satvert objektus, galvenais ir precīzi kontrolēt katru tās locītavu. Tieši šeit savu lomu spēlē servomotori. Kā robotizētās rokas galvenā piedziņas sastāvdaļa servomotors pārveido elektriskos signālus precīzā leņķiskā kustībā, tādējādi panākot robotizētās rokas pozicionēšanu un vadību.

Izpratne par to, kā servomotori kontrolē robotu rokas, ir izšķirošs solis robotu projektēšanas un ražošanas pasaulē.

Kāds ir robotizētas rokas servomotora vadības pamatprincips?

Servomotors sastāv no neliela līdzstrāvas motora, zobratu komplekta un pozīcijas atgriezeniskās saites potenciometra. Kad tiek nosūtīts vadības signāls, vadības ķēde salīdzina šo signālu ar strāvas leņķi, ko atgriezeniski atgriež potenciometrs.

Ja rodas neatbilstība, motors iedarbojas, izmantojot zobratu komplektu, lai palēninātu apgriezienus un palielinātu griezes momentu, izraisot izejas vārpstas griešanos, līdz tā sasniedz norādīto pozīciju un apstājas. Šī slēgtās cilpas vadības sistēma nodrošina leņķa vadības precizitāti.

Robotu rokām,katrs savienojums ir aprīkots ar servoKoordinējot vairāku servomotoru rotācijas leņķus, robotizētās rokas gala efektors var sekot iepriekš noteiktai trajektorijai telpā.

Piemēram, lai trīs brīvības pakāpju robotizēta roka paceltu uz galda novietotu krūzi, pleca, elkoņa un plaukstas locītavas servomotoriem ir jāstrādā kopā, lai aprēķinātu un izpildītu virkni nepārtrauktu leņķa izmaiņu.

Kāpēc servodzinēji ir piemēroti robotizētas rokas vadībai?

Servo motoriem ir ievērojama priekšrocība: augsta integrācijas pakāpe. Tie ietver motoru, reduktormehānismu un vadības shēmu kompaktā korpusā, nodrošinot izstrādātājiem “pievieno un lieto” risinājumu.

Robotu roku ražotājinav nepieciešams atsevišķi iegādāties motorus un draiverus, kā arī tiem nav jāveic sarežģīta PID parametru regulēšana. Tas ievērojami pazemina robotizēto roku ienākšanas barjeru un saīsina izstrādes ciklu.

Servomotora nodrošinātais apstāšanās griezes moments ir ļoti svarīgs robotizētajai rokai. Kad robotizētā roka sasniedz mērķa pozīciju, pat ja to traucē ārēji spēki, servomotors turpinās piegādāt jaudu, lai saglabātu leņķi un tādējādi nodrošinātu zināmu "noturēšanas spēku".

Tieši šī īpašība ļauj robotizētajai rokai noturēt objektus stabilā stāvoklī vai viegli neatkāpties no iepriekš iestatītās pozīcijas nelielas sadursmes gadījumā.

Kā izvēlēties pareizo servo modeli robotizētai rokai

Izvēloties servodzinēju, griezes moments un ātrums ir divi vissvarīgākie parametri. Griezes moments nosaka servodzinēja "spēku", ļaujot tam pārvarēt griezes momentu, ko rada robotizētās rokas saišu svars un slodze. Vienkārša aprēķināšanas metode ir tāda, ka savienojumam nepieciešamajam griezes momentam jābūt vismaz 1,5 reizes lielākam par saišu un slodzes radīto griezes momentu.

Ātrums ietekmē robotizētās rokas kustību vienmērīgumu; jo zemāka vērtība, piemēram, 0,1 s/60°, jo ātrāka kustība.

Izglītības vai galda robotizēto roku projektiem, kopīgaisDS-R003B servoMotora modelis bieži vien ir labs sākumpunkts ar izcilu izmaksu efektivitāti.

Kāds ir servomotora vadības signāla specifiskais formāts?

Servodzinēji vadībai plaši izmanto PWM (impulsa platuma modulācijas) signālus. Vadības impulsu nenosaka sprieguma līmenis, bet gan tā ilgums. Standarta vadības impulsa periods parasti ir 20 milisekundes.

Šajā periodā augsta līmeņa signāla ilgums svārstās no 0,5 līdz 2,5 milisekundēm. Šis impulsa platums tieši atbilst izejas vārpstas leņķiskajam pārvietojumam no 0° līdz 180°.

Konkrētāk, 0,5 ms impulsa platums parasti atbilst 0° pozīcijai, 1,5 ms — 90° neitrālajai pozīcijai un 2,5 ms — 180° pozīcijai. Lai ģenerētu šo impulsa viļņu formu ar noteiktu platumu, jāizmanto mikrokontrollera I/O porti.

Kā ieprogrammēt robotizētas rokas koordinētu kustību?

Vissvarīgākais aspekts programmēšanas izmantošanā, lai vadītu robotizētu roku ar vairākām brīvības pakāpēm, ir kinemātiskie aprēķini. Jums ir jāizveido kartējuma attiecības no "locītavu telpas" līdz "Dekarta telpai".

Ņemot par piemēru robotizētās rokas gala efektora lineāro kustību, jums jāaprēķina šis taisnais ceļš pretējā virzienā, pārveidojot to leņķu secībā, kas laika gaitā mainās katram savienojuma servo.

Faktiskajā programmēšanā jūs vispirmsplānot vēlamo robotizētās rokas gala efektora trajektorijuPēc tam, izmantojot apgriezto kinemātiku, jūs aprēķināt mērķa leņķi, kādā katram servo jāgriežas reāllaikā.

Vadības plate pēc tam secīgi nosūta atbilstošus PWM signālus katram servomehānismam, nodrošinot, ka tie vienlaicīgi vai secīgi nonāk norādītajās pozīcijās. Tas panāk vienmērīgas, koordinētas kompozītmateriāla kustības.

Bieži sastopamas problēmas, veidojot ar servo montētu robotizētu roku

Iesācējiem visbiežāk sastopamā problēma ir tā, ka robotizētās rokas savienojumi var vibrēt vai precīzi nesasniegt savas pozīcijas. To parasti izraisa nepietiekama barošana. Kad vienlaikus darbojas vairāki servo, strāvas patēriņš ir ļoti liels, ko datora USB ports vai vienkāršs akumulators nevar nodrošināt, kā rezultātā rodas straujš sprieguma kritums.

Risinājums ir izmantot atsevišķu, regulētu barošanas avotu ar pietiekamu jaudu un paralēli katrai servo barošanas līnijai pievienot lielas ietilpības kondensatoru, lai buferētu strāvas pieprasījumu.

Vēl viena izplatīta problēma ir nepietiekama mehāniskā stingrība, kas noved pie pārāk ciešas montāžas. Strukturālās svārstības izkliedēs servo griezes momentu, savukārt pārāk cieša montāža palielinās berzes pretestību. Abas šīs situācijas var izraisīt neprecīzu servo pozicionēšanu un pat pārkaršanu.

Pārliecinieties, vai jūsu robotizētās rokas detaļas ir precīzi izgatavotas, droši savienotas un kaservo piedziņas plāksnes ir pareizi uzstādītas bez slīdēšanasPievienojot kodā atbilstošus kustības aizkaves signālus, var arī novērst servo vibrāciju pārslodzes dēļ.