Sebagai komponen penggerak utama sendi robot, karakteristik sendi robot yang berbeda (sendi dasar, sendi lengan, sendi ujung efektor) apa yang harus difokuskan saat memilih dan mencocokkan parameter motor servo? Bagaimana mencapai keseimbangan antara akurasi gerakan sendi dan kinerja dinamis melalui optimasi parameter?
I. Prinsip Inti Adaptasi Motor Servo: Penyelarasan dengan Persyaratan Sendi yang Berbeda
Motor servo merupakan pilihan utama untuk menggerakkan sendi berbagai robot seperti robot industri dan robot kolaboratif, berkat keunggulannya dalam hal presisi tinggi, respons cepat, dan kepadatan torsi yang tinggi. Sendi-sendi robot yang berbeda memiliki perbedaan signifikan dalam posisi fungsional, kondisi penahan gaya, dan persyaratan gerakan. Oleh karena itu, pemilihan dan pencocokan parameter harus disesuaikan dengan kebutuhan spesifik, dan parameter harus dioptimalkan untuk mengatasi kontradiksi antara akurasi dan daya, sehingga memastikan stabilitas operasional robot secara keseluruhan.
II. Strategi Seleksi Spesifik Sendi: Mencocokkan Karakteristik Motorik dengan Tuntutan Inti
Pertama, perlu diklarifikasi tuntutan inti untuk pemilihan berdasarkan karakteristik sambungan yang berbeda. Sebagai fondasi penahan beban robot, sambungan dasar menanggung berat seluruh mesin dan torsi beban setelah lengan memanjang. Persyaratan intinya adalah torsi tinggi dan stabilitas tinggi, dengan persyaratan kecepatan rotasi yang relatif rendah. Saat memilih motor servo untuk sambungan dasar, prioritas harus diberikan pada torsi nominal, torsi puncak, dan waktu kerja kontinu. Umumnya, motor servo dengan torsi nominal besar dan momen inersia rotor besar dipilih, dikombinasikan dengan reduktor planet presisi untuk meningkatkan keluaran torsi. Sementara itu, torsi henti motor harus diverifikasi untuk menghindari kehilangan langkah selama start-up atau menahan beban. Sambungan lengan bertanggung jawab untuk penyesuaian sikap dan pergerakan jangkauan robot, membutuhkan keseimbangan antara torsi dan fleksibilitas. Lintasan geraknya sebagian besar berada dalam mode percepatan variabel dan beban variabel. Saat memilih motor untuk sambungan lengan, pertimbangan utama meliputi kecepatan respons dinamis, kesesuaian momen inersia, dan kapasitas beban berlebih. Disarankan untuk memilih motor servo dengan momen inersia rotor kecil dan performa akselerasi yang sangat baik untuk memastikan bahwa sambungan dapat dengan cepat mengikuti perintah kontrol. Sementara itu, rasio transmisi reduktor harus dioptimalkan untuk menyeimbangkan output torsi dan fleksibilitas gerakan. Sambungan ujung efektor (seperti sambungan penggerak penjepit atau obor las) terutama berfokus pada pemosisian presisi tinggi dan gerakan cepat beban ringan, dengan persyaratan torsi rendah tetapi persyaratan yang sangat tinggi untuk akurasi posisi, akurasi pemosisian berulang, dan stabilitas kecepatan rendah. Untuk sambungan ini, motor servo daya kecil dengan encoder resolusi tinggi (dengan akurasi tidak kurang dari 23 bit) harus dipilih. Selain itu, performa pergerakan kecepatan rendah motor harus dioptimalkan untuk menghindari getaran kecepatan rendah yang memengaruhi akurasi operasi.
III. Jalur Optimasi Parameter: Mencapai Keseimbangan Dinamis Antara Akurasi dan Kinerja Dinamis
Kedua, mencapai keseimbangan antara akurasi dan kinerja dinamis melalui optimasi parameter kunci melibatkan tiga dimensi. Pertama, optimasi pencocokan momen inersia. Rasio momen inersia rotor motor terhadap momen inersia beban secara langsung memengaruhi kecepatan respons sendi dan akurasi kontrol, dan rasio pencocokan harus diatur berbeda untuk sendi yang berbeda: untuk sendi dasar dengan momen inersia beban besar, rasionya dapat dikontrol pada 1:5~1:10; untuk sendi lengan yang membutuhkan keseimbangan antara respons dan stabilitas, rasio yang disarankan adalah 1:3~1:5; untuk sendi ujung dengan momen inersia beban kecil, rasionya harus 1:1~1:3. Pencocokan yang wajar mengurangi dampak inersia dan meningkatkan stabilitas kontrol. Kedua, optimasi kolaboratif parameter torsi dan kecepatan rotasi. Hitung torsi beban puncak dan torsi beban nominal berdasarkan lintasan gerak sendi untuk memastikan bahwa torsi puncak motor dapat menutupi beban benturan sesaat dan torsi nominal memenuhi persyaratan kerja berkelanjutan. Sementara itu, sesuaikan kecepatan rotasi agar sesuai dengan kecepatan gerak sendi: kecepatan rotasi sendi dasar diatur pada 50~200r/min, sendi lengan pada 200~500r/min, dan sendi ujung dapat ditingkatkan menjadi 500~1500r/min, untuk menghindari pemborosan daya akibat kecepatan yang terlalu tinggi atau penurunan efisiensi operasi akibat kecepatan yang terlalu rendah. Ketiga, kalibrasi parameter kontrol. Optimalkan kinerja dinamis melalui penyesuaian gain dan pengaturan parameter filter dari driver servo. Untuk sendi ujung dengan persyaratan presisi tinggi, tingkatkan gain loop posisi untuk meningkatkan akurasi pemosisian dan aktifkan fungsi penghalusan kecepatan rendah untuk menekan jitter. Untuk sendi dasar dengan persyaratan daya tinggi, kurangi gain loop posisi dan tingkatkan gain loop kecepatan untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan beban, sehingga mencapai keseimbangan dinamis antara akurasi dan daya.
IV. Titik Adaptasi Tambahan: Mempertimbangkan Kompatibilitas Lingkungan dan Kolaboratif
Selain itu, kemampuan adaptasi lingkungan dan keandalan juga perlu dipertimbangkan dalam pemilihan. Robot industri dapat beroperasi di lingkungan berdebu dan bergetar, sehingga motor servo dengan tingkat perlindungan IP65 atau lebih tinggi dan ketahanan getaran yang kuat harus dipilih. Untuk robot kolaboratif, keselamatan adalah pertimbangan utama, sehingga motor servo dengan inersia rendah dan pengereman cepat harus diadopsi, dikombinasikan dengan modul deteksi torsi untuk mencapai perlindungan beban berlebih. Sementara itu, adaptasi kolaboratif motor, reduktor, dan encoder sangat penting. Perlu dipastikan kompatibilitas parameter di antara ketiganya dan selanjutnya mengoptimalkan akurasi gerakan dan kinerja dinamis melalui debugging terintegrasi untuk memenuhi persyaratan kerja yang berbeda dari berbagai sambungan robot.



