Comment la bande passante de commande affecte-t-elle les performances du moteur d’articulation robotique ?

Introduction  

Lors de l'évaluation d'un moteur d'articulation de robot , les ingénieurs s'intéressent souvent en premier lieu au couple nominal, à la vitesse, à la puissance et à la résolution de l'encodeur. Cependant, ces paramètres ne déterminent pas à eux seuls la rapidité et la précision avec lesquelles une articulation de robot peut répondre aux commandes de mouvement.

Pour les robots collaboratifs, les robots humanoïdes, les bras robotiques de précision et autres systèmes robotiques dynamiques, la bande passante de contrôle est un indicateur important de la capacité de réponse dynamique de l'articulation.

Les articulations robotiques modernes ne se limitent plus à la simple combinaison d'un moteur et d'un réducteur. Un module d'articulation robotique complet peut intégrer un servomoteur, un réducteur de précision, un codeur, un servovariateur, des roulements, un boîtier et des interfaces de communication au sein d'un actionneur compact unique. De ce fait, la bande passante de commande atteignable est déterminée par l'interaction de l'ensemble du système d'articulation et non plus par le seul moteur.

Un servomoteur haute performance peut avoir une excellente réponse électrique, mais si la transmission présente une flexibilité excessive, si la structure mécanique a une faible rigidité ou si le système de rétroaction introduit un retard important, la bande passante de contrôle de position ne peut pas être augmentée indéfiniment.

C’est pourquoi, lors de l’évaluation d’un module de joint harmonique ou d’un module de joint planétaire, il est plus utile de se demander :

Quelle bande passante de contrôle effective l'articulation complète du robot peut-elle atteindre dans des conditions de charge et de fonctionnement réelles ?

Cet article explique comment la bande passante de contrôle affecte les performances du moteur d'une articulation de robot et examine comment le moteur, le réducteur, l'encodeur, l'entraînement, la structure mécanique et le système de contrôle fonctionnent ensemble pour déterminer les performances dynamiques d'une articulation de robot intégrée.

Qu'est-ce que la bande passante de contrôle dans une articulation robotique ?

La bande passante de commande est issue de l'analyse de la réponse en fréquence en automatique. Pour une articulation de robot, elle correspond à la plage de fréquences dans laquelle le système de commande en boucle fermée peut suivre efficacement les variations des consignes de mouvement tout en maintenant des performances stables et prévisibles.

Dans un système en boucle fermée typique, la bande passante de contrôle est souvent évaluée à l'aide du point à -3 dB de la réponse en fréquence.

Par exemple, si une articulation de robot possède une bande passante de commande de position de 30 Hz, cela ne signifie pas que le robot ne peut se déplacer qu'à 30 Hz. Cela signifie plutôt que, lorsque les composantes fréquentielles de la commande de position augmentent, la capacité de suivi de l'articulation commence à se dégrader considérablement à mesure que la commande approche cette plage de fréquences.

La bande passante de contrôle indique donc la rapidité avec laquelle une articulation robotique peut réagir aux changements de commandes.

Les trajectoires des robots, les variations d'accélération, les inversions de direction rapides, les contacts et les actions de contrôle de force comportent tous des composantes de fréquence différentes. Une bande passante plus faible signifie généralement que le système a besoin de plus de temps pour suivre des commandes changeant rapidement. Une bande passante plus élevée permet une réponse plus rapide aux changements de mouvement et aux perturbations externes.

Cependant, une bande passante de contrôle plus élevée n'est pas toujours préférable.

Si la bande passante de commande se rapproche des fréquences de résonance de la structure mécanique, l'augmentation du gain de commande peut amplifier les vibrations, réduire les marges de stabilité et même provoquer une instabilité.

L’objectif n’est donc pas simplement de maximiser la bande passante, mais d’atteindre un équilibre approprié entre la vitesse de réponse, la rigidité mécanique, le bruit, la stabilité et les exigences de l’application.

La bande passante de commande n'est pas déterminée uniquement par le moteur de l'articulation du robot.

Il s'agit là d'un des points les plus importants lors de l'évaluation des performances des articulations d'un robot.

Les spécifications techniques indiquent généralement la vitesse du moteur, le couple nominal, la puissance et la résolution de l'encodeur. Cependant, ces spécifications ne doivent pas être interprétées directement comme la bande passante de commande de l'articulation complète du robot.

Une articulation robotique intégrée typique peut être considérée comme un système composé de :

Moteur → Servomoteur → Réducteur → Encodeur → Roulements et structure mécanique → Contrôleur de robot

Chaque étape peut influencer la bande passante de contrôle réalisable.

Le moteur détermine la capacité d'entraînement fondamentale et la réponse électrique. Le servomoteur détermine les performances des boucles de régulation de courant, de vitesse et de position. Le réducteur modifie la relation entre la vitesse du moteur, le couple de sortie et l'inertie. L'encodeur détermine la qualité et la latence du retour d'information de position. Les roulements, le carter et les structures mécaniques déterminent la rigidité, l'inertie et la résonance mécanique.

Par conséquent, un moteur à grande vitesse ne crée pas automatiquement une articulation robotique à large bande passante.

Par exemple, un servomoteur peut réagir très rapidement, mais s'il est connecté à une structure mécanique de faible rigidité, l'augmentation du gain de la boucle de position peut exciter une résonance mécanique.

Dans ce cas précis, la limitation provient du système mécanique complet plutôt que du moteur lui-même.

C’est l’une des raisons pour lesquelles les modules articulaires robotiques intégrés prennent une importance croissante.

Lorsque le moteur, le réducteur, l'encodeur et le variateur sont conçus et associés comme un système intégré complet, les ingénieurs peuvent optimiser simultanément l'adaptation d'inertie, la position de retour d'information, les paramètres de contrôle, la rigidité mécanique et la latence de communication au lieu d'intégrer des composants indépendants ultérieurement.

Comment l'architecture de contrôle en cascade affecte-t-elle la bande passante des articulations du robot ?

Les moteurs des articulations des robots utilisent généralement une architecture de contrôle en cascade plutôt que de permettre à un seul contrôleur de position de contrôler directement le moteur.

Une architecture typique comprend une boucle de courant, une boucle de vitesse et une boucle de position.

La boucle de courant est la plus proche du moteur et nécessite donc une réponse très rapide. Elle contrôle le courant moteur et le couple électromagnétique et fonctionne généralement à la fréquence de contrôle la plus élevée.

La boucle de vitesse est située entre la boucle de courant et la boucle de position et contrôle la vitesse du moteur. Sa bande passante est généralement inférieure à celle de la boucle de courant.

La boucle de position est la boucle la plus externe et détermine directement les performances de suivi de position de l'articulation du robot. Elle est fortement influencée par l'inertie mécanique, la rigidité structurelle, la flexibilité du réducteur et la résonance mécanique.

Cela signifie:

Une boucle de courant à haute vitesse ne signifie pas automatiquement que l'articulation du robot possède une large bande passante de contrôle de position.

Un servomoteur peut avoir un contrôle de courant extrêmement rapide, mais si l'articulation du robot présente une flexibilité mécanique importante, la bande passante de la boucle de position ne peut toujours pas être augmentée indéfiniment.

Par conséquent, lors de l'évaluation d'un moteur d'articulation de robot ou d'un actionneur intégré, les ingénieurs doivent regarder au-delà de la fréquence de commande de l'entraînement ou de la réponse électrique du moteur et examiner les performances réelles des boucles de position, de vitesse et de couple à la sortie de l'articulation.

Pourquoi le réducteur affecte-t-il la bande passante de la commande des articulations du robot ?

Pour les articulations de robots utilisant un réducteur mécanique, ce dernier est l'un des composants clés qui affectent les performances dynamiques.

La fonction principale d'un réducteur est de diminuer la vitesse de rotation et d'augmenter le couple de sortie, permettant ainsi à un moteur relativement compact d'entraîner une charge robotique plus importante.

Du point de vue du contrôle, le réducteur modifie également les caractéristiques mécaniques de l'ensemble du système.

Le rapport de réduction influe sur le rapport d'inertie entre le moteur et la charge. Le frottement de la transmission, la rigidité en torsion, la souplesse mécanique et le jeu peuvent également influencer la réponse en fréquence de l'articulation.

Si le système mécanique présente des modes élastiques importants, l'augmentation du gain du contrôleur peut exciter une résonance à des fréquences spécifiques.

Par conséquent, un taux de réduction plus élevé n'est pas automatiquement meilleur.

La conception des articulations des robots nécessite un équilibre entre le couple de sortie, la vitesse de sortie, l'adaptation de l'inertie, la rigidité, le frottement et la bande passante de contrôle.

C’est également pourquoi différents axes de robot peuvent utiliser des rapports de réduction différents, voire différents types de modules d’articulation.

Comment un module d'articulation harmonique affecte-t-il la réponse dynamique des articulations d'un robot ?

Pour les articulations robotiques nécessitant une densité de couple élevée, des dimensions compactes et un positionnement précis, un module d'articulation harmonique constitue une architecture d'actionneur importante.

Un module d'articulation harmonique permet d'intégrer un servomoteur, un réducteur harmonique, un codeur, un variateur de servo, des roulements et un boîtier dans un actionneur d'articulation robotique compact. Comparée à l'achat séparé du moteur et du réducteur et à leur intégration au niveau du système, une architecture intégrée réduit les interfaces mécaniques et simplifie l'intégration système, tout en permettant d'assembler les composants en une articulation complète.

Du point de vue de la bande passante de commande, la question importante n'est pas simplement de savoir si un réducteur d'harmoniques possède une certaine bande passante. La question clé est plutôt de savoir quel type de base mécanique la transmission harmonique fournit pour la commande en boucle fermée.

Un faible jeu dans la transmission améliore la précision du contrôle de position. Une rigidité mécanique élevée contribue à réduire les erreurs de position de sortie dues aux variations de charge. Un rapport de réduction approprié permet également au moteur de fonctionner dans une plage de vitesse et de couple adéquate.

Associé à un codeur haute résolution, notamment un codeur côté sortie, le contrôleur peut obtenir des informations plus précises sur la position réelle de la sortie articulaire du robot.

De ce fait, un module d'articulation harmonique peut offrir un équilibre utile entre densité de couple, précision, compacité et performances de contrôle en boucle fermée pour les articulations de robots telles que les axes de l'épaule et du coude qui nécessitent un couple de sortie relativement élevé.

Cependant, la bande passante de contrôle finale d'un module de joint harmonique dépend toujours de l'adaptation globale du moteur, du rapport de réduction, de l'encodeur, du servomoteur, de la structure mécanique et des paramètres de contrôle.

Comment un module de joint planétaire affecte-t-il la bande passante de contrôle ?

Un module d'articulation planétaire offre une autre option pour la conception d'articulations robotiques, notamment lorsque l'application nécessite une combinaison différente de vitesse de sortie, de fonctionnement continu, de capacité de couple et de réponse dynamique.

Sa bande passante de contrôle est également influencée par le rapport de réduction, la rigidité de la transmission, le frottement, l'inertie de la charge et la résonance mécanique.

Par conséquent, le choix d'un module à joint planétaire n'entraîne pas automatiquement une bande passante de contrôle plus élevée, tout comme le choix d'un module à joint harmonique ne garantit pas automatiquement une réponse dynamique plus élevée.

L'approche la plus appropriée consiste à adapter l'architecture articulaire aux exigences réelles de mouvement.

Par exemple, certaines articulations robotiques privilégient un couple élevé, des dimensions compactes, un faible jeu et un positionnement précis. D'autres articulations peuvent privilégier la vitesse de sortie, la rotation continue et la réponse dynamique. Dans de telles applications, un module d'articulation planétaire peut constituer une architecture de transmission alternative.

Pour les fabricants de robots, utiliser des architectures d'articulations différentes pour différents axes du robot peut parfois s'avérer plus pratique que d'utiliser exactement le même actionneur sur l'ensemble du robot.

Quel est le lien entre le taux de réduction et la bande passante de contrôle ?

Le rapport de réduction est l'un des paramètres les plus fréquemment mal compris dans la conception des articulations robotiques.

Augmenter le rapport de réduction peut accroître considérablement le couple de sortie, mais cela ne signifie pas que la bande passante de commande de l'articulation du robot augmentera proportionnellement.

Du point de vue de la dynamique des systèmes, le réducteur modifie le rapport d'inertie entre le moteur et la charge. Un rapport de réduction approprié permet d'améliorer l'adéquation moteur-charge et d'optimiser le fonctionnement du moteur dans une plage de vitesse et de couple plus adaptée. Cependant, un rapport de réduction trop élevé peut également entraîner une diminution de la vitesse de sortie et des caractéristiques dynamiques, de frottement et de souplesse différentes.

La conception des articulations des robots nécessite donc un équilibre entre :

Densité de couple, vitesse de sortie, rigidité mécanique, adaptation d'inertie et bande passante de contrôle.

Ceci est particulièrement important pour les robots humanoïdes et les robots collaboratifs, car ils ont besoin non seulement d'un couple élevé, mais aussi de changements de direction fréquents et de performances dynamiques stables sous différentes postures et charges.

Pourquoi la configuration de l'encodeur affecte-t-elle la bande passante de contrôle des articulations du robot ?

L'encodeur est un composant de rétroaction essentiel dans une articulation robotique en boucle fermée.

Le contrôleur ne connaît pas directement la position réelle de l'articulation du robot. Il s'appuie sur le retour d'information de l'encodeur pour déterminer l'état du système. La résolution de l'encodeur, la fréquence d'échantillonnage et la latence du signal peuvent donc affecter les performances de contrôle obtenues.

Dans la commande de moteur conventionnelle, un codeur côté moteur est principalement utilisé pour la commutation, la commande vectorielle, le retour de vitesse et le retour de position.

Pour une articulation de robot, cependant, la position du moteur n'est pas nécessairement identique à la position de sortie.

Il peut y avoir un réducteur, des roulements et des structures mécaniques entre le moteur et la sortie de l'articulation du robot.

Pour les articulations de robots hautes performances, une architecture à double encodeur peut donc fournir des informations de retour supplémentaires.

L'encodeur côté moteur permet la commande de moteurs à grande vitesse, tandis que l'encodeur côté sortie mesure directement la position de la sortie articulaire. Le contrôleur peut ainsi interpréter les mouvements côté moteur et côté sortie.

Pour les articulations robotiques avec une compliance de transmission ou des charges variables, cette architecture de rétroaction peut s'avérer particulièrement précieuse.

Associé à un capteur de couple côté sortie, le système peut établir une boucle de contrôle de couple plus directe pour le contrôle d'impédance, les mouvements souples et l'interaction homme-robot.

Du point de vue de la bande passante de contrôle, l'encodeur ne doit donc pas être considéré comme une simple spécification de résolution. Il fait partie intégrante de la performance dynamique globale de la boucle de rétroaction.

Le temps du cycle de communication peut-il limiter la bande passante de la commande des articulations du robot ?

Oui.

Même lorsqu'une articulation de robot est équipée d'un codeur haute résolution et d'un servomoteur haute performance, les performances en boucle fermée peuvent rester limitées si les données de retour d'information n'atteignent pas le contrôleur assez rapidement.

Un système de commande de robot typique effectue en continu :

Acquisition des données par les capteurs → Transmission des données → Calcul de commande → Transmission des commandes → Réponse de l'actionneur

Chaque étape introduit un certain degré de délai.

À mesure que la fréquence de contrôle augmente, même de petits retards de communication et de calcul peuvent introduire un déphasage important et réduire la marge de stabilité.

Par conséquent, les technologies de communication telles qu'EtherCAT et CAN ne doivent pas être évaluées uniquement en fonction de leur vitesse de communication maximale. Le temps de cycle de contrôle, le volume de données, la synchronisation, la latence et l'architecture globale de contrôle du robot doivent également être pris en compte.

Pour les modules d'articulation robotique intégrés, l'intégration du servomoteur dans l'articulation peut simplifier davantage l'architecture du système et réduire la complexité du câblage externe et de l'intégration entre le moteur et l'électronique de commande.

Comment la variation de charge affecte-t-elle la bande passante effective de la commande des articulations du robot ?

La bande passante de la commande des articulations du robot ne peut être évaluée indépendamment de la charge réelle.

Une articulation peut présenter une excellente réponse en fréquence à vide, mais dès que le robot transporte une charge utile, un effecteur terminal ou un outil, son inertie effective et sa charge mécanique changent.

Par exemple, un bras robotisé dont les articulations sont entièrement déployées peut imposer des charges très différentes sur une articulation par rapport au même bras en position repliée.

Par conséquent, un même module d'articulation peut présenter des réponses dynamiques différentes selon les conditions de fonctionnement.

C’est pourquoi les tests de bande passante des articulations des robots ne doivent pas reposer exclusivement sur des mesures à vide.

Une évaluation plus pertinente prend en compte l'inertie à vide, l'inertie à charge nominale et l'inertie de fonctionnement représentative, et examine la stabilité et la résonance du système dans chaque condition.

Pour les fabricants de robots, la spécification la plus utile n'est donc pas simplement la bande passante la plus élevée mesurée en laboratoire, mais :

Quelle bande passante de contrôle efficace l'articulation du robot peut-elle maintenir sous sa charge de fonctionnement réelle ?

Comment teste-t-on la bande passante de la commande des articulations d'un robot ?

Un test de balayage sinusoïdal est une méthode d'ingénierie courante pour mesurer la réponse en fréquence d'une articulation de robot.

L'articulation est commandée par des signaux sinusoïdaux de position, de vitesse ou de couple à des fréquences progressivement croissantes. L'amplitude et la phase de la réponse de sortie réelle sont ensuite enregistrées.

Lorsque la fréquence d'entrée augmente, la sortie présente généralement une atténuation d'amplitude et un déphasage croissant. La fréquence correspondant à l'atténuation d'amplitude spécifiée peut alors servir de référence pour la bande passante de commande.

Un diagramme de Bode peut fournir des informations supplémentaires sur le gain du système, la réponse en phase et les pics de résonance.

Cependant, le simple fait de signaler une valeur telle que « XX Hz » ne suffit pas à évaluer correctement un module d'articulation de robot.

Les conditions de test doivent également préciser la charge, l'inertie de sortie, l'amplitude du mouvement, le mode de contrôle, la fréquence d'échantillonnage, l'installation mécanique et les autres paramètres pertinents.

Autrement, les valeurs de bande passante des différents moteurs d'articulation ou modules d'actionneurs du robot peuvent ne pas être directement comparables.

Augmenter la bande passante de commande des articulations d'un robot ne se résume pas à augmenter la puissance du moteur.

Lorsqu'une articulation de robot ne réagit pas assez rapidement, le remplacement du moteur par un moteur plus puissant ne résout pas nécessairement le problème.

La bande passante de contrôle est limitée par l'ensemble du système.

Si la structure mécanique présente une résonance à basse fréquence, l'augmentation de la puissance du moteur risque d'accentuer les vibrations. Si le retour d'information de l'encodeur présente une latence importante, l'augmentation du gain de commande ne permettra pas de l'éliminer. Enfin, si le cycle de communication est trop lent, un moteur haute performance ne pourra pas exploiter pleinement son potentiel dynamique.

L'augmentation de la bande passante de commande des articulations du robot nécessite donc une optimisation au niveau du système.

Le moteur doit avoir une capacité de réponse électrique suffisante. Le réducteur doit être adapté au moteur et à la charge. La structure mécanique doit présenter une rigidité suffisante. L'encodeur doit fournir un retour d'information de haute qualité. Le servomoteur doit supporter un cycle de commande approprié. L'algorithme de commande doit optimiser le compromis entre rapidité de réponse et stabilité.

C’est là un autre avantage important d’un module articulaire robotisé intégré.

Au lieu de sélectionner séparément un moteur, un réducteur, un codeur et un servomoteur, un actionneur intégré peut être conçu autour de l'ensemble du système articulaire. Ceci permet d'associer les composants clés dès la phase de développement du produit et de réduire les problèmes d'adaptation des paramètres lors de l'intégration du système.

Comment adapter les modules de jonction harmoniques et planétaires pour contrôler la bande passante ?

Pour les fabricants de robots, la question essentielle n'est pas simplement de savoir quel actionneur possède la plus grande bande passante de contrôle. L'approche la plus pertinente consiste à sélectionner l'architecture articulaire appropriée en fonction des exigences de mouvement de chaque axe du robot.

Pour les articulations de l'épaule, de la hanche, du coude et autres axes nécessitant un couple de sortie relativement élevé tout en maîtrisant la taille et le poids, un module d'articulation harmonique représente une solution performante. Son rapport de réduction élevé, son faible jeu et sa structure compacte permettent d'obtenir un couple de sortie et des performances de positionnement élevés dans un espace mécanique restreint.

Pour les axes de robots qui privilégient la vitesse de sortie, le fonctionnement continu ou une combinaison différente de capacité de charge et de réponse dynamique, un module à joint planétaire peut constituer une solution alternative.

Les différences entre les articulations des robots deviennent encore plus importantes chez les robots humanoïdes.

Les articulations de la hanche et du genou peuvent être soumises à des charges importantes et à des impacts dynamiques. Les articulations de l'épaule doivent trouver un équilibre entre capacité de charge et amplitude de mouvement. Les articulations du poignet et de la main sont généralement davantage sollicitées par la taille, le poids, la vitesse et la dextérité.

Par conséquent, la bande passante de commande ne doit pas être le seul critère de sélection de l'architecture articulaire d'un robot. Elle doit être évaluée dans le cadre du système d'actionneurs complet.

Comment évaluer un module d'articulation de robot du point de vue de la bande passante de contrôle ?

Lors de l'évaluation d'un module d'articulation de robot, il ne suffit pas de se demander uniquement la puissance du moteur ou le rapport de réduction.

L'évaluation la plus pertinente se concentre sur le comportement dynamique de l'actionneur complet dans des conditions de fonctionnement réalistes.

Les ingénieurs doivent prendre en compte la réponse du moteur, les caractéristiques du réducteur, la rigidité de sortie, la configuration de l'encodeur, le temps de cycle du servomoteur, la latence de communication, l'inertie de la charge et la résonance mécanique.

Si un module d'articulation utilise un codeur haute résolution mais présente une rigidité mécanique insuffisante, la résolution du codeur ne peut pas être entièrement convertie en performances de positionnement réelles.

Si un rapport de réduction élevé est utilisé mais que la vitesse de sortie résultante est insuffisante pour les besoins de mouvement du robot, l'actionneur ne constitue toujours pas une solution optimale.

De même, si le moteur et le servomoteur réagissent rapidement mais que l'articulation présente une résonance mécanique importante, l'augmentation du gain du contrôleur à elle seule ne peut pas résoudre le problème.

Un module d'articulation robotique haute performance est donc le résultat d'une adéquation au niveau du système entre la transmission, le servomoteur, les capteurs, l'électronique d'entraînement et la structure mécanique.

Pourquoi les modules articulaires robotiques intégrés deviennent-ils plus importants ?

À mesure que les robots collaboratifs, les robots humanoïdes et les systèmes robotiques de nouvelle génération évoluent vers des conceptions plus légères, plus compactes et plus dynamiques, les combinaisons classiques de moteurs, de réducteurs et de servomoteurs séparés sont confrontées à des défis croissants en matière d'intégration système.

Un module d'articulation robotique intégré peut combiner plusieurs composants critiques en un seul actionneur, permettant aux fabricants de robots de réduire les efforts d'ingénierie nécessaires pour adapter le moteur, le réducteur, l'encodeur et le variateur.

Plus important encore, l'intégration permet d'optimiser l'ensemble du joint autour du système de contrôle dès le début du processus de développement du produit.

Pour les robots exigeant une densité de couple élevée et une grande précision, un module à joint harmonique peut constituer une solution de transmission compacte. Pour les axes présentant des exigences différentes en termes de vitesse, de charge et de dynamique, un module à joint planétaire peut représenter une alternative.

L'avenir des performances des articulations robotiques ne se résumera donc pas à la simple comparaison des spécifications d'un moteur ou d'un réducteur. Il dépendra de plus en plus des performances dynamiques, des capacités de détection et de contrôle, ainsi que du niveau d'intégration de l'actionneur complet.

Conclusion : La bande passante de contrôle doit être évaluée comme une mesure de performance des articulations robotiques au niveau du système.

La bande passante de commande n'est pas une spécification moteur isolée. Elle reflète de manière importante les performances dynamiques globales d'une articulation robotique.

Le moteur assure la propulsion. Le réducteur détermine le rapport entre le couple et la vitesse. L'encodeur fournit le retour d'information. Le servomoteur exécute les boucles de régulation. La structure mécanique détermine la rigidité et les caractéristiques de résonance, tandis que le système de commande et de communication détermine l'efficacité du fonctionnement conjoint de ces composants.

Par conséquent, lors de l'évaluation des performances du moteur d'une articulation de robot, il est plus pertinent de regarder au-delà du couple nominal, de la vitesse du moteur ou de la fréquence de contrôle et d'évaluer la réponse dynamique en boucle fermée du module d'articulation complet du robot dans des conditions de fonctionnement réelles.

Pour les articulations robotiques compactes et à couple élevé, un module d'articulation harmonique offre un rapport de réduction élevé, un faible jeu, une densité de couple élevée et un positionnement précis. Pour les axes de robot présentant des exigences différentes en termes de vitesse, de charge et de dynamique, un module d'articulation planétaire constitue une architecture de transmission alternative.

En intégrant le moteur, le réducteur, l'encodeur, le servomoteur et la structure mécanique, les fabricants d'articulations robotiques peuvent optimiser la réponse dynamique et les performances de contrôle au niveau du système.

Pour les fabricants de robots, la question la plus importante n'est donc pas simplement :

« Quel moteur d'articulation de robot possède la plus grande bande passante de contrôle ? »

Une question d'ingénierie plus pertinente serait :

« Quelle solution complète d'articulation robotique peut fournir une réponse dynamique rapide, stable et répétable sous les exigences réelles de charge, de vitesse, d'inertie et de contrôle du robot ? »

Cette perspective systémique offre une manière plus pertinente d'évaluer les modules d'articulation harmoniques, les modules d'articulation planétaires et les moteurs d'articulation robotiques intégrés pour les robots collaboratifs, les robots humanoïdes, les robots industriels et d'autres applications robotiques hautes performances.