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DSPOWER a été fondée en 2013 et est un fabricant spécialisé dans la recherche et le développement, la fabrication et la formation en matière de servomoteurs pour robots.servomoteurs de robots intelligents, servomoteurs de drones et accessoires connexes.

Depuis sa création, nous nous sommes concentrés sur les exigences des servomoteurs pour robots et drones, et avons conçu et développé des servomoteurs adaptés aux utilisateurs de robots.

Aujourd'hui, nous allons vous présenter nos solutions de bras robotisés.

Le bras robotisé assure le contrôle des mouvements, comme si l'on insufflait une âme à sa structure d'acier, et le servomoteur en est le maître d'œuvre d'une précision inouïe. Dans l'atelier de recherche et développement de DSPOWER, nous voyons chaque jour ces composants passer du stade de simples dessins à celui de véritables danseurs mécaniques.

Aujourd'hui, je vais vous expliquer comment le servomoteur permet au bras robotique de fonctionner avec autant de souplesse qu'un bras humain, ce qui implique à la fois un engrenage précis et une programmation intelligente.

Comment un servomoteur contrôle l'angle d'un bras robotique

Le servomoteur intègre un système de rétroaction intelligent. Un potentiomètre surveille en temps réel la position de l'arbre de sortie dès réception d'un signal de commande. Après comparaison avec la position cible, il ajuste instantanément la rotation du moteur.

C'est comparable au fait de toucher un objet avec la main tout en se protégeant les yeux : les doigts effectuent des ajustements infimes et continus jusqu'à obtenir un positionnement précis. Le servomoteur que nous avons conçu avec soin pour les robots de nettoyage utilise une communication série TTL, permettant à chaque articulation de transmettre indépendamment ses données de position.Cela garantit que lorsque le bras du robot reste à l'angle prédéfini, l'erreur est inférieure à 0,5 degré.

Dans la pratique, chaque articulation d'un bras robotisé doit se coordonner selon des angles différents. Par exemple, pour saisir une tasse inclinée, le servomoteur du poignet doit compenser une inclinaison de 15 degrés, tandis que celui de l'épaule maintient un angle de 30 degrés.

Cette coordination multi-angles exige une grande réactivité des servomoteurs. Nous utilisons un système d'engrenages métalliques capable de maintenir la stabilité de position même sous un couple de 85 kgf.cm, agissant comme si l'on ajoutait des muscles résistants à la fatigue au bras robotique.

Pourquoi est-il nécessaire que plusieurs servomoteurs fonctionnent ensemble ?

Un simple servomoteur ne peut effectuer que des mouvements simples, alors qu'un bras robotisé doit fonctionner avec la même fluidité qu'une main humaine. Imaginez tenir un stylo et écrire : ce geste exige la coordination du poignet, du coude et de l'épaule.

Dans l'aspirateur robot à cinq axes développé par notre partenaireLes servomoteurs des articulations avant supportent la charge, ceux des articulations intermédiaires contrôlent le mouvement d'extension et ceux des articulations terminales effectuent les mouvements de précision. Cette répartition des tâches est comparable à celle des différents instruments au sein d'un orchestre symphonique.

Dans un système multi-servomoteurs, la synchronisation est primordiale. Nous avons rencontré un cas où un bras robotisé tremblait en saisissant un œuf. Nous avons découvert par la suite que cela était dû à un délai de 10 millisecondes dans la réponse des servomoteurs du poignet et des doigts. En optimisant la distribution du signal PWM, nous avons pu obtenir une synchronisation parfaite de tous les servomoteurs, comparable à celle d'une chorale. Désormais, ce système peut saisir un œuf cru en douceur, sans le casser.

Comment le couple du servomoteur affecte-t-il un bras robotisé ?

C'est une sensation similaire à celle d'un bras humain qui tremble.

Cependant, un couple plus élevé n'est pas toujours synonyme de meilleur. Un couple excessif augmente la consommation d'énergie et peut également engendrer des structures encombrantes. Les servomoteurs que nous avons conçus pour les robots de bureau peuventRéalisez les opérations les plus délicates avec un couple de 6,3 kgf.cmL'essentiel est d'adapter le couple aux exigences de charge du bras robotisé, tout comme pour le choix d'un moteur de voiture, il n'est pas toujours nécessaire de rechercher la puissance maximale.

Comment choisir un modèle de servo pour bras robotisé

Lors du choix d'un servomoteur, tenez compte du scénario d'utilisation du robot. Pour les applications nécessitant des démarrages et arrêts fréquents, un servomoteur numérique avec fonction de freinage est recommandé. Un client que nous avons rencontré disposait d'une ligne de production automatisée qui nécessitait…bras robotisé pour effectuer 20 arrêts précis par minuteLes servomoteurs analogiques classiques souffriraient d'erreurs cumulatives, tandis que les servomoteurs numériques, grâce à leur taux de rafraîchissement plus élevé, résolvent parfaitement ce problème.

L'adéquation des dimensions est également cruciale. Auparavant, certains clients utilisaient des servomoteurs standard dans des bras robotiques compacts, ce qui entraînait une mauvaise dissipation de la chaleur. Nous avons donc développé un servomoteur de préhension de 26 mm spécialement conçu, 40 % plus petit tout en conservant un couple de 3 kg·cm. C'est comme confectionner un vêtement sur mesure pour un bras robotique : il doit permettre une grande liberté de mouvement sans être trop ample.

Quelles sont les différences entre les protocoles de commande des servomoteurs ?

Le protocole PWM, comparable à un chef d'orchestre rythmé, transmet des commandes par modulation de largeur d'impulsion, tandis que le protocole série TTL, à l'instar d'une conversation, peut transmettre des paramètres plus complexes. Au laboratoire DSPOWER, nous comparons régulièrement ces deux protocoles.

La modulation de largeur d'impulsion (PWM) convient aux commandes point à point simples, comme allumer ou éteindre une lumière, tandis queTTL peut obtenir simultanément plusieurs signaux de rétroaction, comme la position, la température et le courant.

Actuellement, de plus en plus de bras robotiques adoptent des protocoles hybrides, comme notre projet de bras robotique bionique. Les mouvements de base utilisent la commande PWM pour garantir des performances en temps réel, tandis que le réglage fin par transmission TTL permet d'affiner les paramètres.

C'est comparable à la conduite d'une voiture : il faut utiliser les pédales pour contrôler la vitesse et le tableau de bord pour surveiller l'état du véhicule. Cette configuration flexible permet aux bras robotisés de s'adapter à des environnements de travail de plus en plus complexes.

Comment améliorer la précision du contrôle des servomoteurs

Améliorer la précision nécessite à la fois du matériel et des logiciels. Côté matériel, nous utilisons des engrenages usinés avec une précision de 0,1 mm pour réduire le jeu de transmission. Un client a signaléun tremblement persistant de 2 mm à l'extrémité du bras robotiqueAprès enquête, nous avons constaté que cela était dû à un jeu d'engrènement.

Le problème a été résolu en remplaçant les engrenages par une structure à engrenages hélicoïdaux. Le principe est similaire à celui d'un mouvement de montre : la précision de chaque engrenage influe sur la précision globale du chronométrage.

Le logiciel est tout aussi crucial. Notre système anti-vibrations prédit l'inertie du mouvement du bras robotisé et la compense par anticipation. Par exemple, lors d'un arrêt d'urgence, il génère un signal de correction inverse pour éliminer le dépassement dû à l'inertie, à l'instar d'un conducteur expérimenté qui actionne doucement la pédale de frein pour assurer un arrêt en douceur et sans obstacle.