Robot eklemlerinin temel hareket ettirici bileşeni olarak, servo motorların seçimi ve parametre eşleştirmesinde farklı robot eklemlerinin (taban eklemleri, kol eklemleri, uç efektör eklemleri) hangi özelliklerine odaklanılmalıdır? Parametre optimizasyonu yoluyla eklem hareket doğruluğu ve dinamik performans arasında nasıl bir denge sağlanabilir?
I. Servo Motor Adaptasyonunun Temel Prensibi: Farklı Eklem Gereksinimlerine Uygun Hale Getirme
Servo motorlar, yüksek hassasiyet, hızlı tepki ve yüksek tork yoğunluğu avantajları sayesinde endüstriyel robotlar ve işbirlikçi robotlar gibi çeşitli robotların eklemlerini sürmek için tercih edilen seçenektir. Robotların farklı eklemleri, fonksiyonel konumlandırma, kuvvet taşıma koşulları ve hareket gereksinimlerinde önemli farklılıklar gösterir. Bu nedenle, seçim ve parametre eşleştirmesi belirli ihtiyaçlara göre uyarlanmalı ve parametreler, doğruluk ve güç arasındaki çelişkiyi çözmek ve robotun genel çalışma istikrarını sağlamak için optimize edilmelidir.
II. Eklem Spesifik Seçim Stratejisi: Motor Özelliklerinin Temel İhtiyaçlarla Eşleştirilmesi
Öncelikle, farklı eklemlerin özelliklerine göre seçim için temel gereksinimlerin açıklığa kavuşturulması gerekir. Robotun yük taşıyıcı temeli olarak, taban eklemi tüm makinenin ağırlığını ve kol uzatıldıktan sonraki yük torkunu taşır. Temel gereksinimleri yüksek tork ve yüksek kararlılıktır, dönme hızı gereksinimleri ise nispeten düşüktür. Taban eklemi için bir servo motor seçilirken, nominal tork, tepe torku ve sürekli çalışma süresine öncelik verilmelidir. Genellikle, tork çıkışını iyileştirmek için hassas bir planet redüktör ile birlikte, yüksek nominal tork ve yüksek rotor atalet momentine sahip bir servo motor seçilir. Bu arada, başlatma veya yük taşıma sırasında adım kaybını önlemek için motorun durma torku doğrulanmalıdır. Kol eklemi, robotun duruş ayarından ve hareket aralığından sorumludur ve tork ile esneklik arasında bir denge gerektirir. Hareket yörüngesi çoğunlukla değişken ivme ve değişken yük modlarındadır. Kol eklemi için bir motor seçilirken, dinamik tepki hızı, atalet momenti uyumu ve aşırı yük kapasitesi gibi önemli hususlar dikkate alınmalıdır. Eklemdeki kontrol komutlarını hızlı bir şekilde takip edebilmesi için, küçük rotor atalet momenti ve mükemmel ivme performansına sahip bir servo motor seçilmesi önerilir. Bu arada, tork çıkışı ve hareket esnekliği arasında denge sağlamak için redüktörün iletim oranı optimize edilmelidir. Uç efektör eklemi (örneğin, bir tutucu veya kaynak torçunun tahrik eklemi), esas olarak yüksek hassasiyetli konumlandırma ve hafif yükte hızlı harekete odaklanır; düşük tork gereksinimlerine sahip olmakla birlikte, konum doğruluğu, tekrarlanabilir konumlandırma doğruluğu ve düşük hız kararlılığı için son derece yüksek gereksinimlere sahiptir. Bu eklem için, yüksek çözünürlüklü bir enkoder (en az 23 bit doğrulukta) içeren küçük güçlü bir servo motor tercih edilmelidir. Ek olarak, düşük hızda titreşimin çalışma doğruluğunu etkilemesini önlemek için motorun düşük hızda sürünme performansı optimize edilmelidir.
III. Parametre Optimizasyon Yolu: Doğruluk ve Dinamik Performans Arasında Dinamik Denge Kurma
İkinci olarak, temel parametre optimizasyonu yoluyla doğruluk ve dinamik performans arasında bir denge sağlamak üç boyutu içerir. Birincisi, atalet momenti eşleşmesinin optimizasyonu. Motor rotorunun atalet momenti ile yükün atalet momenti oranı, eklem tepki hızını ve kontrol doğruluğunu doğrudan etkiler ve eşleşme oranı farklı eklemler için farklı şekilde ayarlanmalıdır: büyük yük atalet momentine sahip taban eklemleri için oran 1:5~1:10 olarak kontrol edilebilir; tepki ve kararlılık arasında denge gerektiren kol eklemleri için oran 1:3~1:5 olarak önerilir; küçük yük atalet momentine sahip uç eklemler için oran 1:1~1:3 olmalıdır. Makul eşleşme, atalet etkisini azaltır ve kontrol kararlılığını artırır. İkincisi, tork ve dönüş hızı parametrelerinin işbirliğine dayalı optimizasyonu. Motorun tepe torkunun anlık darbe yüklerini karşılayabilmesini ve nominal torkun sürekli çalışma gereksinimlerini karşılamasını sağlamak için eklem hareket yörüngesine göre tepe yük torku ve nominal yük torku hesaplanır. Bu arada, dönme hızını eklem hareket hızına uyacak şekilde ayarlayın: taban ekleminin dönme hızı 50~200 dev/dak, kol ekleminin 200~500 dev/dak ve uç ekleminin 500~1500 dev/dak'ya kadar artırılmasıyla, aşırı yüksek hız nedeniyle güç israfı veya aşırı düşük hız nedeniyle çalışma verimliliğinin azalması önlenir. Üçüncüsü, kontrol parametrelerinin kalibrasyonu. Servo sürücüsünün kazanç ayarı ve filtre parametre ayarı yoluyla dinamik performansı optimize edin. Yüksek hassasiyet gereksinimleri olan uç eklemler için, konumlandırma doğruluğunu iyileştirmek ve titreşimi bastırmak için düşük hızlı yumuşatma işlevini etkinleştirmek üzere konum döngüsü kazancını artırın. Yüksek güç gereksinimleri olan taban eklemleri için, doğruluk ve güç arasında dinamik bir denge sağlamak üzere, konum döngüsü kazancını uygun şekilde azaltın ve hız döngüsü kazancını artırarak yük bozulmasına karşı dayanıklılığı artırın.
IV. Yardımcı Uyarlama Noktaları: Çevresel ve İşbirliğine Dayalı Uyumluluğun Değerlendirilmesi
Ayrıca, seçimde çevresel uyum ve güvenilirlik de dikkate alınmalıdır. Endüstriyel robotlar tozlu ve titreşimli ortamlarda çalışabilir, bu nedenle IP65 veya daha yüksek koruma seviyesine ve güçlü titreşim direncine sahip servo motorlar seçilmelidir. İşbirlikçi robotlar için güvenlik önemli bir husustur, bu nedenle aşırı yük koruması sağlamak için tork algılama modülleriyle birlikte hızlı frenleme özelliğine sahip düşük ataletli servo motorlar kullanılmalıdır. Bu arada, motor, redüktör ve enkoderin işbirliğine dayalı adaptasyonu çok önemlidir. Üçü arasında parametre uyumluluğunun sağlanması ve farklı robot eklemlerinin farklı çalışma gereksinimlerini karşılamak için entegre hata ayıklama yoluyla hareket doğruluğunun ve dinamik performansın daha da optimize edilmesi gereklidir.



