소식

DSPOWER는 2013년에 설립되었으며 로봇 서보에 대한 연구 개발, 제조 및 교육에 중점을 둔 제조업체입니다.지능형 로봇 서보, 드론 서보 및 관련 액세서리.

당사는 설립 이래 로봇과 드론 서보의 요구 사항에 중점을 두고 로봇 사용자에게 적합한 서보 제품을 설계하고 개발해 왔습니다.

오늘은 로봇팔 솔루션을 공유해드리겠습니다.

로봇 팔은 마치 강철 골격에 영혼을 불어넣는 것처럼 동작 제어를 수행하며, 서보는 놀라울 정도로 정밀한 사령관입니다. DSPOWER의 R&D 작업장에서 우리는 매일 그 부품들이 도면에서 살아있는 기계 댄서로 변하는 모습을 볼 수 있습니다.

오늘은 서보가 로봇 팔을 사람 팔만큼 유연하게 작동하게 하는 방법에 대해 말씀드리고자 합니다. 여기에는 정밀한 기어가 서로 맞물리고 지능적인 스케줄링이 포함됩니다.

서보가 로봇 팔의 각도를 제어하는 ​​방법

서보에는 고도로 지능적인 피드백 시스템이 통합되어 있습니다. 전위차계는 제어 신호를 수신하면 출력축의 위치를 ​​실시간으로 모니터링합니다. 이 위치를 목표 위치와 비교한 후 모터의 회전을 즉시 조정합니다.

이는 눈을 가린 채 손으로 물체를 만지는 것과 유사합니다. 손가락은 정확한 위치에 도달할 때까지 끊임없이 미세한 조정을 반복합니다. 청소 로봇용으로 세심하게 설계된 서보는 TTL 직렬 통신을 활용하여 각 관절이 독립적으로 위치 데이터를 보고할 수 있도록 합니다.이를 통해 로봇 팔이 사전 설정된 각도를 유지할 때 오차가 0.5도 미만이 됩니다.

실제 적용에서 로봇 팔의 각 관절은 서로 다른 각도로 조정되어야 합니다. 예를 들어, 기울어진 컵을 잡을 때 손목 서보는 15도 기울기를 보정해야 하는 반면, 어깨 서보는 30도의 지지력을 유지해야 합니다.

이러한 다각도 조정은 서보의 신속한 반응을 요구합니다. 로봇 팔에 피로 저항성 근육을 추가하는 것처럼, 85kgf·cm의 토크에서도 위치 안정성을 유지할 수 있는 금속 기어 시스템을 채택했습니다.

여러 개의 서보가 함께 작동해야 하는 이유는 무엇입니까?

단일 서보 모터는 간단한 스윙만 가능하지만, 로봇 팔은 사람 손처럼 유연하게 움직여야 합니다. 펜을 잡고 글을 쓰는 것을 상상해 보세요. 이 동작은 손목, 팔꿈치, 어깨의 조화로운 움직임을 요구합니다.

우리 파트너사가 개발한 5축 로봇 청소기앞쪽 스테이지 조인트 서보는 하중을 지지하고, 중간 스테이지 조인트 서보는 확장 동작을 제어하며, 끝 스테이지 서보는 미세한 동작을 수행합니다. 이러한 분업은 마치 여러 악기가 함께 연주하는 교향악단과 같습니다.

다중 서보 시스템에서는 타이밍 제어가 특히 중요합니다. 로봇 팔이 계란을 집는 동안 떨리는 경우가 있었습니다. 나중에 손목과 손가락 서보의 응답 지연이 10밀리초에 달했기 때문이라는 것을 알게 되었습니다. PWM 신호 분배를 개선함으로써 훈련된 합창단처럼 모든 서보의 완벽한 동기화를 달성할 수 있었습니다. 이제 이 시스템은 날달걀을 깨지 않고 부드럽게 집습니다.

서보 토크는 로봇 팔에 어떤 영향을 미치나요?

이는 사람의 팔이 떨리는 느낌과 비슷합니다.

하지만 토크가 높다고 해서 항상 좋은 것은 아닙니다. 과도한 토크는 에너지 소비를 증가시키고 구조물의 부피를 증가시킬 수 있습니다. 데스크톱 로봇용으로 설계된 서보는6.3 kgf.cm의 토크로 가장 섬세한 작업을 달성합니다.. 핵심은 로봇 팔의 부하 요구 사항에 토크를 맞추는 것입니다. 자동차 엔진을 선택할 때 항상 최대 마력을 추구할 필요는 없는 것과 같습니다.

로봇 팔 서보 모델을 선택하는 방법

서보 모델을 선택할 때는 로봇의 작동 시나리오를 고려하십시오. 빈번한 시동 및 정지가 필요한 애플리케이션의 경우 브레이크 기능이 있는 디지털 서보를 권장합니다. 저희가 경험한 한 고객 사례는 자동화된 생산 라인과 관련된 것이었습니다.로봇 팔은 분당 20회의 정밀 정지를 달성합니다.기존의 아날로그 서보는 누적 오차가 발생하는 반면, 재생 빈도가 높은 디지털 서보는 이 문제를 완벽하게 해결합니다.

치수 일치 또한 매우 중요합니다. 과거에는 일부 고객이 소형 로봇 팔에 표준 서보를 장착하여 방열 성능이 저하되는 문제를 겪었습니다. 이후 저희는 3kg·cm의 토크를 유지하면서도 40% 더 작은 26mm 그리퍼 서보를 특별히 설계하여 개발했습니다. 로봇 팔에 맞게 옷을 맞춤 제작하는 것과 같습니다. 너무 헐렁하지 않으면서도 자유로운 움직임을 허용해야 합니다.

서보 제어 프로토콜의 차이점은 무엇입니까?

PWM 프로토콜은 비트-비트 도체와 유사하게 펄스 폭을 통해 명령을 전송하는 반면, TTL 직렬 프로토콜은 대화처럼 더 복잡한 매개변수를 전송할 수 있습니다. DSPOWER 연구실에서는 이 두 프로토콜을 자주 비교합니다.

PWM은 조명을 켜거나 끄는 것과 같은 간단한 지점 간 제어에 적합합니다.TTL은 동시에 여러 피드백 신호를 얻을 수 있습니다.위치, 온도, 전류 등.

현재 점점 더 많은 로봇 팔이 저희의 바이오닉 로봇 팔 프로젝트와 같은 하이브리드 프로토콜을 채택하고 있습니다. 기본 동작은 PWM 제어를 사용하여 실시간 성능을 보장하는 반면, TTL을 이용한 미세 조정은 세부적인 파라미터를 전송합니다.

이는 마치 자동차를 운전하는 것과 같습니다. 페달을 사용하여 속도를 조절하고 대시보드를 통해 상태를 모니터링해야 합니다. 이러한 유연한 구성 덕분에 로봇 팔은 점점 더 복잡해지는 작업 환경에 적응할 수 있습니다.

서보 제어 정확도를 개선하는 방법

정확도 향상에는 하드웨어와 소프트웨어가 모두 필요합니다. 하드웨어에서는 0.1mm 정밀 가공 기어를 사용하여 변속 백래시를 줄였습니다. 한 고객이 다음과 같이 보고했습니다.로봇 팔 끝부분에서 2mm 정도의 지속적인 흔들림이 발생합니다.조사 결과, 이는 기어 맞물림 백래시로 인해 발생한 것으로 밝혀졌습니다.

기어를 헬리컬 기어 구조로 교체함으로써 문제가 해결되었습니다. 이는 시계 무브먼트와 유사합니다. 각 기어의 정확도는 전체 시간 표시에 영향을 미칩니다.

소프트웨어 또한 매우 중요합니다. 저희의 손떨림 방지 시스템은 로봇 팔의 관성을 예측하고 사전에 보정합니다. 예를 들어, 비상 정지 시에는 관성으로 인한 오버슈트를 제거하기 위해 역방향 미세 조정 신호를 생성합니다. 마치 숙련된 운전자가 부드럽고 방해받지 않는 정지를 위해 브레이크 페달을 부드럽게 밟는 것과 같습니다.