ข่าว

DSPOWER เริ่มต้นในปี 2013 และเป็นผู้ผลิตที่มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนา การผลิต และการศึกษาสำหรับเซอร์โวหุ่นยนต์เซอร์โวหุ่นยนต์อัจฉริยะ, เซอร์โวโดรน และอุปกรณ์เสริมที่เกี่ยวข้อง

นับตั้งแต่ก่อตั้ง เรามุ่งเน้นไปที่ความต้องการของหุ่นยนต์และเซอร์โวโดรน และออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์เซอร์โวที่เหมาะสำหรับผู้ใช้หุ่นยนต์

วันนี้เราจะมาแบ่งปันโซลูชั่นแขนหุ่นยนต์ของเรา

แขนหุ่นยนต์ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหว เหมือนกับการฉีดวิญญาณเข้าไปในโครงเหล็ก และเซอร์โวคือผู้ควบคุมที่แม่นยำอย่างเหลือเชื่อ ในเวิร์กช็อปวิจัยและพัฒนาของ DSPOWER เราได้เห็นส่วนประกอบเหล่านี้เปลี่ยนจากแบบร่างเป็นนักเต้นจักรกลที่มีชีวิตทุกวัน

วันนี้ ฉันอยากจะบอกคุณว่าเซอร์โวทำให้แขนหุ่นยนต์ทำงานได้อย่างยืดหยุ่นเท่ากับแขนของมนุษย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับทั้งเฟืองที่แม่นยำที่ทำงานร่วมกันและการกำหนดตารางเวลาอัจฉริยะ

เซอร์โวควบคุมมุมของแขนหุ่นยนต์อย่างไร

เซอร์โวมีระบบป้อนกลับอัจฉริยะขั้นสูง โพเทนชิออมิเตอร์จะตรวจสอบตำแหน่งของเพลาส่งออกแบบเรียลไทม์เมื่อได้รับสัญญาณควบคุม หลังจากเปรียบเทียบตำแหน่งนี้กับตำแหน่งเป้าหมายแล้ว ระบบจะปรับการหมุนของมอเตอร์ทันที

วิธีนี้คล้ายกับการสัมผัสวัตถุด้วยมือโดยปิดบังดวงตา ซึ่งนิ้วของคุณจะปรับตำแหน่งอย่างละเอียดถี่ถ้วนอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะได้ตำแหน่งที่แม่นยำ เซอร์โวที่เราออกแบบมาอย่างพิถีพิถันสำหรับหุ่นยนต์ทำความสะอาดใช้การสื่อสารแบบอนุกรม TTL ซึ่งช่วยให้แต่ละข้อต่อสามารถรายงานข้อมูลตำแหน่งได้อย่างอิสระซึ่งจะช่วยให้แน่ใจว่าเมื่อแขนหุ่นยนต์ยังคงอยู่ในมุมที่ตั้งไว้ล่วงหน้า ข้อผิดพลาดจะน้อยกว่า 0.5 องศา

ในการใช้งานจริง ข้อต่อแต่ละข้อในแขนหุ่นยนต์ต้องประสานกันในมุมที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อจับถ้วยที่เอียง เซอร์โวข้อมือจะต้องชดเชยมุมเอียง 15 องศา ในขณะที่เซอร์โวไหล่ต้องรักษามุมเอียงไว้ที่ 30 องศา

การประสานงานหลายมุมนี้จำเป็นต้องให้เซอร์โวตอบสนองอย่างรวดเร็ว เราใช้ระบบเฟืองโลหะที่สามารถรักษาเสถียรภาพของตำแหน่งได้แม้ภายใต้แรงบิด 85 กก./ซม. เช่นเดียวกับการเพิ่มกล้ามเนื้อที่ทนทานต่อความเมื่อยล้าให้กับแขนหุ่นยนต์

เหตุใดจึงจำเป็นต้องให้เซอร์โวหลายตัวทำงานร่วมกัน?

เซอร์โวตัวเดียวทำได้แค่การแกว่งแบบง่ายๆ แต่แขนหุ่นยนต์ต้องทำงานได้อย่างคล่องแคล่วราวกับมือมนุษย์ ลองนึกภาพการจับปากกาและเขียนดูสิ การกระทำนี้ต้องอาศัยการเคลื่อนไหวที่ประสานกันของข้อมือ ข้อศอก และไหล่

ในเครื่องดูดฝุ่นหุ่นยนต์ 5 แกนที่พัฒนาโดยพันธมิตรของเราเซอร์โวข้อต่อด้านหน้าเวทีรับน้ำหนัก เซอร์โวข้อต่อกลางเวทีควบคุมการเคลื่อนที่แบบยืดออก และเซอร์โวปลายเวทีควบคุมการเคลื่อนที่อย่างละเอียด การแบ่งงานเช่นนี้เปรียบเสมือนวงดุริยางค์ซิมโฟนีออร์เคสตราที่แบ่งเครื่องดนตรีต่างๆ ออกจากกัน

ในระบบมัลติเซอร์โว การควบคุมเวลาเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ครั้งหนึ่งเราเคยพบกรณีที่แขนหุ่นยนต์สั่นขณะจับไข่ ต่อมาเราพบว่าสาเหตุเกิดจากความล่าช้า 10 มิลลิวินาทีในการตอบสนองของเซอร์โวข้อมือและนิ้ว การปรับปรุงการกระจายสัญญาณ PWM ทำให้เราสามารถประสานการทำงานของเซอร์โวทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์แบบ เหมือนกับเสียงประสานที่ผ่านการฝึกฝนมาอย่างดี ตอนนี้ ระบบนี้สามารถจับไข่ดิบได้อย่างราบรื่นโดยไม่ทำให้ไข่แตก

แรงบิดเซอร์โวส่งผลต่อแขนหุ่นยนต์อย่างไร?

มันคล้ายกับความรู้สึกที่แขนของมนุษย์สั่น

อย่างไรก็ตาม แรงบิดที่สูงขึ้นไม่ได้หมายความว่าจะดีกว่าเสมอไป แรงบิดที่มากเกินไปจะเพิ่มการใช้พลังงานและอาจนำไปสู่โครงสร้างที่ใหญ่โต เซอร์โวที่เราออกแบบมาสำหรับหุ่นยนต์ตั้งโต๊ะสามารถบรรลุการทำงานที่ละเอียดอ่อนที่สุดด้วยแรงบิด 6.3 กก./ซม.สิ่งสำคัญคือการจับคู่แรงบิดกับความต้องการโหลดของแขนหุ่นยนต์ เช่นเดียวกับเมื่อเลือกเครื่องยนต์รถยนต์ คุณไม่จำเป็นต้องเลือกแรงม้าสูงสุดเสมอไป

วิธีการเลือกรุ่นเซอร์โวแขนหุ่นยนต์

เมื่อเลือกรุ่นเซอร์โว ให้พิจารณาสถานการณ์การทำงานของหุ่นยนต์ สำหรับการใช้งานที่ต้องเริ่มและหยุดบ่อยครั้ง ขอแนะนำให้ใช้เซอร์โวดิจิทัลที่มีฟังก์ชันเบรก กรณีศึกษาลูกค้ารายหนึ่งที่เราพบเกี่ยวข้องกับสายการผลิตอัตโนมัติที่ต้องใช้แขนหุ่นยนต์สามารถหยุดได้อย่างแม่นยำถึง 20 ครั้งต่อนาทีเซอร์โวแอนะล็อกแบบธรรมดาจะประสบปัญหาข้อผิดพลาดสะสม ในขณะที่เซอร์โวดิจิทัลซึ่งมีอัตราการรีเฟรชที่สูงกว่านั้นสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ

การจับคู่ขนาดก็มีความสำคัญเช่นกัน ในอดีตลูกค้าบางรายติดตั้งเซอร์โวมาตรฐานไว้ในแขนหุ่นยนต์ขนาดกะทัดรัด ส่งผลให้การระบายความร้อนไม่ดี ต่อมาเราได้พัฒนาเซอร์โวกริปเปอร์ขนาด 26 มม. ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ซึ่งมีขนาดเล็กลง 40% แต่ยังคงแรงบิดไว้ที่ 3 กก./ซม. เซอร์โวนี้เปรียบเสมือนการตัดเย็บเสื้อผ้าสำหรับแขนหุ่นยนต์ ที่ต้องเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระโดยไม่หลวมเกินไป

โปรโตคอลการควบคุมเซอร์โวมีความแตกต่างกันอย่างไร?

โปรโตคอล PWM คล้ายกับตัวนำแบบบีต-บีต ส่งคำสั่งผ่านความกว้างพัลส์ ในขณะที่โปรโตคอลอนุกรม TTL สามารถส่งพารามิเตอร์ที่ซับซ้อนกว่าได้เช่นเดียวกับการสนทนา ในห้องปฏิบัติการ DSPOWER เรามักจะเปรียบเทียบโปรโตคอลทั้งสองนี้

PWM เหมาะสำหรับการควบคุมแบบจุดต่อจุดง่ายๆ เช่น การเปิดหรือปิดไฟTTL สามารถรับสัญญาณตอบรับหลายสัญญาณพร้อมกันได้เช่น ตำแหน่ง อุณหภูมิ และกระแสไฟฟ้า

ปัจจุบัน แขนหุ่นยนต์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ กำลังนำโปรโตคอลแบบไฮบริดมาใช้ เช่น โครงการแขนหุ่นยนต์ไบโอนิคของเรา การเคลื่อนไหวพื้นฐานใช้การควบคุม PWM เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ ขณะที่การปรับแต่งอย่างละเอียดด้วย TTL จะส่งพารามิเตอร์โดยละเอียด

เปรียบเสมือนการขับรถยนต์ที่คุณต้องใช้แป้นเหยียบเพื่อควบคุมความเร็ว และแดชบอร์ดเพื่อติดตามสถานะ การกำหนดค่าที่ยืดหยุ่นนี้ช่วยให้แขนหุ่นยนต์สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้นได้

วิธีการปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุมเซอร์โว

การปรับปรุงความแม่นยำต้องอาศัยทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ในส่วนของฮาร์ดแวร์ เราใช้เฟืองกลึงที่มีความแม่นยำ 0.1 มม. เพื่อลดระยะฟันเฟืองของเกียร์ ลูกค้ารายหนึ่งรายงานว่าการสั่นไหวอย่างต่อเนื่อง 2 มม. ที่ปลายแขนหุ่นยนต์หลังจากการตรวจสอบ เราพบว่าสาเหตุเกิดจากเฟืองเฟืองตีกลับ

การเปลี่ยนเฟืองเป็นโครงสร้างเฟืองเกลียวช่วยแก้ไขปัญหานี้ได้ ซึ่งคล้ายกับกลไกนาฬิกา คือความแม่นยำของเฟืองแต่ละตัวส่งผลต่อการบอกเวลาโดยรวม

ซอฟต์แวร์ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ระบบป้องกันการสั่นสะเทือนของเราจะคาดการณ์ความเฉื่อยของการเคลื่อนที่ของแขนหุ่นยนต์และชดเชยความเฉื่อยนั้นล่วงหน้า ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการหยุดรถฉุกเฉิน ระบบจะสร้างสัญญาณปรับจูนย้อนกลับเพื่อขจัดปัญหาการเบรกเกินที่เกิดจากความเฉื่อย คล้ายกับผู้ขับขี่ที่มีประสบการณ์เหยียบเบรกเบาๆ เพื่อให้มั่นใจว่าการหยุดรถจะราบรื่นและไม่มีสิ่งกีดขวาง