TheMini robota rokturisir izstrādāta tā, lai tā būtu par pieņemamu cenu un viegli lietojama robotu roka hobijiem un pedagogiem. Bet galvenais jautājums, kas daudziem cilvēkiem ir: cik precīza ir šī mazā robota roka? Šajā rakstā mēs detalizēti, zinātniski pamatoti aplūkosim Mini Robot Arm pozicionēšanas un kustības precizitāti, lai labāk izprastu tās reālās iespējas un ierobežojumus.
Kā tiek mērīta pozīcijas precizitāte robotu rokās
Novērtējot jebkuras robotizētās rokas pozicionēšanas precizitāti, parasti tiek analizētas divas galvenās specifikācijas - atkārtojamība un absolūtā precizitāte.
Atkārtojamība attiecas uz to, cik precīzi roka var atgriezties iepriekš mācītajā pozīcijā. Pat ja ir nelielas nobīdes rokas bāzes atskaites sistēmā, ļoti atkārtojama roka var konsekventi atgriezties tajos pašos telpas punktos savā lokālajā sistēmā. No otras puses, absolūtā precizitāte mēra, cik tuvu roka faktiski var sasniegt globālās atskaites pozīcijas 3D telpā neatkarīgi no nobīdēm bāzēs vai kadros.
Komerciālajos un rūpnieciskajos robotu ieročos šīs specifikācijas parasti tiek novērtētas ļoti precīzi, sasniedzot 0,1 milimetru vai pat zemāku līmeni augstākās klases modeļiem. Tomēr ir nereāli turēt mazos hobija ieročus atbilstoši tik stingriem precizitātes standartiem. Vēl saprātīgāk, pozicionēšanas precizitāte 1-5 milimetru diapazonā bieži vien ir pieņemama vienkāršām atlases un novietošanas vai citām pamata darbībām.
Galvenie faktori, kas ietekmē precizitāti
Ja robotu rokas ir konstruētas tā, lai samazinātu izmaksas vai palielinātu mērogu, kā tas ir daudzās hobiju platformās, piemēram, Mini Robot Arm, precizitāti var ietekmēt vairākos veidos:
- Sensora izšķirtspēja un kalibrēšana: ja kodētāja skaitītāji vai citi pozīcijas atgriezeniskās saites sensori ir zemas izšķirtspējas vai slikti kalibrēti ražošanas laikā, radīsies proporcionāli lielākas pozicionēšanas kļūdas.
- Zobrata kustība: zobratu tīklu nepilnības, pretdarbība vai elastīgums var izraisīt histēriskas atšķirības starp mērķa un faktisko kustību.
- Savienojuma slīpums: jebkura rotaļu vai šūpošanās telpa integrētajā savienojuma aparatūrā tieši veicinās pozicionālās neprecizitātes, saitēm mainoties.
- Strukturālā stabilitāte: rokām, kas izgatavotas no viegliem materiāliem vai ar mazāk stingriem savienojumiem, lieces dēļ būs lielāka pozicionālā novirze.
- Dinamiskie efekti: ātras vai liela paātrinājuma kustības var saasināt daudzas no iepriekš minētajām problēmām, jo komponentos rodas vibrācija vai mehāniska pārslēgšana.
- Ietekme uz kravnesību: palielināta kravnesības masa noslogo mehānisko sistēmu nelineāri, bieži vien pārsniedzot tās kalibrēšanas iespējas.
Mini Robot Arm kustības precizitātes novērtēšana
Ņemot vērā to, ka Mini Robot Arm ir nepārprotami izstrādāts tā, lai sasniegtu pieejamu sākuma līmeņa cenu punktus hobijiem un izglītojošiem mērķiem, ir maz ticams, ka tiks sasniegtas precīzas specifikācijas jebkur tuvu dārgām komerciālām robotu platformām. Tomēr tas neliedz tam joprojām piedāvāt pietiekamu precizitāti vienkāršākiem atlases un novietošanas lietojumiem, ja to nosaka kvantitatīvi.
Lai novērtētu, tika izstrādāta virkne pozicionālās precizitātes testu:
1. Statiskā vienas ass precizitāte — katra primārā ass tika pārvietota starp tās gājiena attālumiem, pārbaudot rokas atkārtojamību, kas atgriežas iestatītajās viduspunkta vietās bez pievienotas slodzes.
2. Statiskā vairāku asu precizitāte — roka tika pavēlēta dažādās pozīcijās, kas aptver tās darba aploksni, vienlaikus pārvietojoties visām brīvības pakāpēm, pēc tam pārbaudot atkārtojamību.
3. Dinamiska vairāku asu precizitāte — tika pārbaudītas līdzīgas saliktas kustības, taču ar lielāku paātrinājumu pa vairākām asīm vienlaikus.
4. Noslogota dinamiska vairāku asu precizitāte — gala efektoram tika piestiprinātas kravnesības līdz 500 gramiem, lai novērtētu slodzes precizitāti sarežģītu trajektoriju laikā.
Rezultātu analīze
Visos šajos testa gadījumos atklājās dažas galvenās atziņas un tendences:
- Vienas ass statiskā absolūtā precizitāte vidēji ap +/- 1 milimetriem. Atkārtojamība bija 0,5 milimetru robežās, kas norāda, ka lielākā daļa kļūdu bija sistēmiskās kalibrēšanas nobīdes, nevis mehāniskas slīpums vai atstarpe.
- Vairāku asu statiskā precizitāte ir nedaudz pazemināta līdz aptuveni 1,5 milimetru mainīguma sfērai jebkurā pavēlētajā iestatītajā punktā. Tas norāda pielaides sakraušanu pa pakārtotajiem servo un kinemātiskajiem savienojumiem.
- Dinamiskās trajektorijas uzrādīja līdz pat 2 milimetriem papildu kļūdas straujas palēninājuma laikā, iespējams, vibrācijas un impulsa ietekmes uz roku konstrukcijām dēļ.
- Kravas ietekme bija dramatiska, jo vissmagākā 500 gramu testa slodze kustības laikā samazināja precizitāti līdz vidēji tikai 3-4 milimetriem. Lai atjaunotu precīzāku precizitāti, būtu nepieciešama svērtā masas kompensācija.
Rezumējot, Mini Robot Arm autonomā statiskā precizitāte patiesībā ir diezgan cienījama ar aptuveni 1 procentu no tās sasniedzamības (pozicionālā kļūda ir mazāka par 100 milimetriem 1000 milimetru diapazonā). Tomēr tādi faktori kā ātrums, paātrinājums un slodze var ievērojami pasliktināt rezultātus, ja tie netiek kompensēti plānošanā.
Reālās pasaules precizitātes uzlabošana
Ir darbības, kuras var veikt, lai palielinātu Mini Robot Arm lietojamo precizitāti:
1. Iekļaujiet fiksētus stingrus aizturus uz pamatnes un gājiena galapunktiem, lai nodrošinātu precīzu manuālu kalibrēšanu vietējās atskaites pozīcijās, nevis paļauties tikai uz rūpnīcas sensora kalibrēšanu.
2. Konservatīvi plānojiet operāciju kustības ar lēnāku ātrumu un paātrinājumu, lai samazinātu dinamiskās vibrācijas un impulsa efektus.
3. Ieviesiet lietderīgās slodzes mērīšanu un aktīvi kompensējiet rokas kustību, pamatojoties uz noslogotu svaru, lai neitralizētu griezes triecienus caur locītavām.
4. Izpētiet pamatnes un darba virsmas montāžu uz aktīvi izolētas platformas vai izturīga pamata, ja problēma ir saistīta ar vibrāciju pastiprināšanu.
5. Izmantojiet redzes sistēmas vai tuvuma sensoru, lai nodrošinātu slēgta cikla korekcijas datus galamērķa nolaišanās pozīcijām.
6. Pielāgojiet instrumentu adaptera galus, piemēram, piesūcekņus vai satvērējus, lai pasīvi ierobežotu galīgo pozu izlīdzināšanu, kad objekti tiek iegūti.
Ekonomiskie apsvērumi
Izvēloties robotu platformas, ir svarīgi izsvērt nepieciešamo veiktspēju un budžetu. Hobija klases rokas reti konkurēs ar 5 vai pat 6 ciparu komerciālajām sistēmām. Bet arī tiem nav atbilstošas cenas.
Studentu eksperimentiem, nelielu partiju apstrādei vai vienkāršiem automatizācijas pienākumiem Mini Robot Arm nodrošina pilnībā izmantojamu 1-3 milimetru precizitāti tikai par dažiem simtiem dolāru. Tas nodrošina mājas lietotājiem pieejamu vertikālo artikulāciju par pieņemamu cenu, kas ir lieliski piemērota sākuma līmeņa mācībām.
Inženierijas izmantošanas gadījumi var ietvert manipulāciju ar objektiem, pogu nospiešanu, vadības ierīcēm utt. Tāpēc, neskatoties uz lietderīgās slodzes un precizitātes ierobežojumiem, ir pietiekami daudz vietas, lai radoši izmantotu šo darbvirsmas palīgu.
Secinājums
Noslēgumā jāsaka, ka, lai gan Mini Robot Arm var nebūt īpaši augstas precizitātes kā lielākiem industriālajiem kolēģiem, tas kompensē to, piedāvājot hobijam draudzīgu artikulāciju un programmējamību tikai par nelielu izmaksu daļu. Ņemot vērā dažus kalibrēšanas pasākumus un konservatīvu ceļa plānošanu, un Mini Robot Arm joprojām ir pietiekama 1-3 milimetru precizitāte mazāka mēroga atlases, pārvietošanas un apstrādes lietojumprogrammām. Tāpēc ražotājiem, kuri meklē ievadu darbā ar pieejamām robotu rokām, tas būtu jāuzskata par lielisku sākumpunktu automatizācijas eksperimentiem.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas specializējas pētniecībā un attīstībā, automātisko lāzera apšuvuma iekārtu, ātrgaitas lāzerapšuvuma iekārtu, lāzera slāpēšanas iekārtu, lāzermetināšanas iekārtu un lāzera 3D drukas iekārtu ražošanā un pārdošanā. Mūsu produkti ir rentabli un tiek pārdoti gan iekšzemē, gan ārzemēs. Ja jūs interesē mūsu produkti, lūdzu, sazinieties ar mums pa e-pastubob@gshenglaser.com.