Modules d’articulation harmoniques à contrôle d’effort : une solution clé pour la commercialisation des robots
Les modules d’articulation harmonique à contrôle de force HONPINE sont conçus pour accompagner la prochaine étape de la commercialisation des robots, où ceux-ci doivent faire plus qu’assurer un positionnement précis. La série HAG utilise une commande en boucle fermée de couple et intègre la détection de couple à l’articulation, permettant une rotation continue de 360° en sortie, un contrôle du couple plus précis et un retour d’information du couple en temps réel.
Grâce aux informations de force en temps réel, les robots peuvent réagir plus naturellement aux charges externes et assurer une interaction plus souple avec les personnes, les objets et leur environnement de travail.
Pourquoi choisir des modules d’articulation robotisée à contrôle de force ?
La sensation de « suivi de la main » lors de l’apprentissage avec compensation de gravité, l’absorption des chocs requise lorsqu’un robot humanoïde atterrit et le contrôle précis du contact nécessaire lors du polissage reposent tous sur la même capacité fondamentale : la précision et la rapidité avec lesquelles l’articulation du robot peut mesurer et contrôler le couple de sortie.
Dans les systèmes conventionnels à contrôle de position, le retour de mouvement a traditionnellement été centré sur les données des encodeurs. À mesure que les robots évoluent vers le contrôle de force et l’interaction physique, le retour de couple devient de plus en plus important. La méthode d’obtention du retour de couple affecte directement les performances de commande, l’intégration mécanique, la structure des coûts et les contraintes dimensionnelles du module d’articulation.
Un module d’articulation à contrôle de force fournit au robot davantage que des informations de position. Il permet au système de détecter le couple en temps réel et d’ajuster la sortie de l’articulation en fonction de l’évolution des charges, créant ainsi une base pour des mouvements souples et des interactions physiques.
Un module d’articulation harmonique à contrôle de force doit-il être plus grand ?
L’intégration d’un capteur de couple ne signifie pas nécessairement que le module d’articulation doit devenir plus grand.
HONPINE intègre le capteur de couple directement dans le module d’articulation, ce qui permet aux configurations avec et sans contrôle de force de conserver les mêmes dimensions globales. Les clients peuvent ainsi sélectionner ou basculer entre les configurations sans apporter de modifications majeures à la structure mécanique du robot.
Principales spécifications des modules d’articulation à contrôle de force HONPINE
Détection de couple intégrée
Commande en boucle fermée de couple
Précision du contrôle de couple inférieure à 1 %
Bande passante de couple de 50 Hz
Rotation continue de sortie à 360°
Architecture d’articulation intégrée compacte
Dimensions mécaniques identiques entre les versions avec et sans contrôle de force
Pourquoi les modules d’articulation à contrôle de force sont-ils importants pour le développement des robots ?
Les articulations humaines, telles que les genoux, les épaules, les coudes et les poignets, ne sont pas de simples liaisons mécaniques entre les os. Elles coordonnent les mouvements tout en répondant continuellement aux forces générées par les muscles et l’environnement environnant.
Par exemple, lorsqu’elle tient un verre fragile, la main humaine ajuste naturellement la force appliquée en fonction du poids et de la résistance de l’objet. Lorsqu’elle écrit avec un pinceau, le poignet régule continuellement la force et l’angle afin de produire des mouvements contrôlés.
Les robots ont de plus en plus besoin de capacités similaires lorsqu’ils interagissent avec le monde physique.
Perception précise de la force pour des mouvements mieux contrôlés
Les articulations à contrôle de force de haute précision peuvent fournir des informations en temps réel sur le couple agissant sur l’articulation. Cela permet au contrôleur du robot de réagir aux variations de charge externe au lieu de s’appuyer uniquement sur des trajectoires de position prédéfinies.
Cette capacité peut être utile dans des applications telles que :
Assemblage de précision
Détection de contact
Polissage et rectification robotisés
Interaction homme-robot
Compensation de gravité
Détection de collision
Manipulation souple
Par exemple, lors d’un assemblage de précision, le robot peut devoir détecter un contact ou une résistance à l’insertion avant de poursuivre le mouvement. Le retour de couple fournit des informations supplémentaires qui peuvent aider le système de commande à ajuster le mouvement de l’articulation en conséquence.
Le contrôle de force permet une interaction robotisée plus souple
Le contrôle de position traditionnel est très efficace lorsque le robot fonctionne dans un environnement prévisible et structuré. Cependant, de nombreuses applications robotiques émergentes impliquent des conditions de contact incertaines.
Lorsqu’un robot interagit avec une personne, saisit un objet, touche une surface ou réalise un processus fondé sur le contact, il peut ne pas suffire d’atteindre simplement une position prédéfinie.
Les articulations à contrôle de force fournissent un niveau supplémentaire de retour d’information, permettant au robot de réagir aux forces externes et d’obtenir des mouvements plus souples.
Cela est particulièrement pertinent pour :
Robots humanoïdes
Robots collaboratifs
Manipulation dextre
Assemblage robotisé
Polissage et finition de surface
Robots de service
Modules d’articulation intégrés : un « microsystème » compact à l’intérieur du robot
Un module d’articulation robotisée intégré peut être un composant relativement petit, mais il peut contenir plusieurs technologies critiques.
Un module d’articulation intégré typique peut combiner :
Moteur
Encodeur
Capteur de couple
Électronique d’entraînement
Frein
Interfaces de communication
Composants de commande
En intégrant ces composants dans une plateforme unique au niveau de l’articulation, les fabricants peuvent réduire la complexité du système et simplifier l’intégration mécanique et électrique.
Détection de couple intégrée pour les applications robotiques de haute précision
L’ajout d’un capteur de couple intégré confère au module d’articulation une capacité de détection supplémentaire au-delà du retour de position conventionnel.
Au lieu de simplement commander à l’articulation d’atteindre une position spécifique, le système de commande peut également surveiller le couple généré au niveau de l’articulation et réagir aux variations de charge.
Cela constitue une base pour des stratégies de commande plus flexibles, en particulier lorsque le robot doit interagir physiquement avec son environnement.
Modules d’articulation robotisée harmonique HONPINE HAG
Les séries HONPINE HAG et HAU intègrent la transmission harmonique, le moteur, la détection et les technologies de commande dans des modules d’articulation robotisée compacts.
Avec une détection de couple intégrée, une commande en boucle fermée de couple, une précision du contrôle de couple inférieure à 1 % et une bande passante de couple de 50 Hz, la configuration à contrôle de force est conçue pour les applications robotiques nécessitant davantage qu’un contrôle de position conventionnel.
Le fait que les configurations avec et sans contrôle de force puissent conserver les mêmes dimensions globales offre également aux fabricants de robots une plus grande flexibilité lors du développement de différentes configurations de produits sur la même plateforme mécanique.
Applications des modules d’articulation harmonique à contrôle de force
Les modules d’articulation harmonique à contrôle de force sont particulièrement adaptés aux applications robotiques impliquant un contact physique, des charges variables ou des mouvements souples, notamment :
Robots humanoïdes
Robots collaboratifs
Polissage et rectification robotisés
Assemblage de précision
Manipulation robotisée dextre
Interaction homme-robot
Robots de service
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Nous fournissons des réducteurs à entraînement harmonique, des réducteurs planétaires, des moteurs d'articulation de robot, des actionneurs rotatifs de robot, des réducteurs à engrenages RV, des effecteurs terminaux de robot, des mains robotiques habiles
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Réducteurs de précision pour robots industriels : de la transmission conventionnelle à la technologie de compensation automatique du jeuBonjour à tous, je suis Theodore Li, directeur technique chez HONPINE. Aujourd’hui, je souhaite aborder les réducteurs de précision pour robots industriels et les défis liés au maintien de la précision de transmission sur le long terme. Les transmissions harmoniques, RV, cycloïdales et planétaires offrent chacune différentes combinaisons de précision, de rigidité, de densité de couple et de compacité, ce qui rend le choix du réducteur fortement dépendant de l’architecture du robot et des exigences de ses articulations. Toutefois, le jeu initial ne constitue qu’une partie du problème. À mesure que les composants de transmission s’usent, les variations du jeu mécanique peuvent progressivement affecter les performances de positionnement. Cet article examine les principales technologies de transmission de précision utilisées dans les robots industriels et présente la technologie de compensation automatique du jeu de HONPINE, conçue pour préserver la précision tout au long de la durée de fonctionnement d’une transmission.![Actionneur d'articulation à réducteur harmonique à grand alésage pour articulations de taille de robots humanoïdes : guide pratique de sélection]( "Actionneur d'articulation à réducteur harmonique à grand alésage pour articulations de taille de robots humanoïdes : guide pratique de sélection")
Actionneur d'articulation à réducteur harmonique à grand alésage pour articulations de taille de robots humanoïdes : guide pratique de sélectionL'articulation de taille d'un robot humanoïde est l'une des articulations de mouvement les plus exigeantes d'un robot humanoïde. Contrairement aux articulations de bras robotisés conventionnelles, elle soutient le haut du corps tout en gérant les flexions, les torsions, les transitions de posture et des charges dynamiques en constante évolution. Parallèlement, l'espace interne limité doit accueillir les câbles d'alimentation, les lignes de signal, les capteurs et les composants structurels. Ces exigences font d'un actionneur d'articulation à réducteur harmonique à grand alésage une option importante pour les articulations de taille des robots humanoïdes. Cet article explique comment sélectionner un actionneur d'articulation à réducteur harmonique adapté en tenant compte de la taille de l'alésage creux, du couple dynamique, du rapport de réduction, de la rigidité mécanique, de l'intégration et de la durée de vie.
