¿Cómo afecta el ancho de banda de control al rendimiento del motor de articulación robótica?

Introducción  

Al evaluar el motor de una articulación robótica , los ingenieros suelen centrarse primero en el par nominal, la velocidad, la potencia y la resolución del codificador. Sin embargo, estos parámetros por sí solos no determinan completamente la rapidez y precisión con la que una articulación robótica puede responder a las órdenes de movimiento.

En el caso de los robots colaborativos, los robots humanoides, los brazos robóticos de precisión y otros sistemas robóticos dinámicos, el ancho de banda de control es un indicador importante de la capacidad de respuesta dinámica de la articulación.

Las articulaciones robóticas modernas ya no se limitan a un motor y una caja de engranajes. Un módulo completo de articulación robótica puede integrar un servomotor, un reductor de precisión, un codificador, un servocontrolador, rodamientos, carcasa e interfaces de comunicación en un único actuador compacto. Como resultado, el ancho de banda de control alcanzable está determinado por la interacción de todo el sistema de articulación, y no solo por el motor.

Un servomotor de alto rendimiento puede tener una excelente respuesta eléctrica, pero si la transmisión tiene una flexibilidad excesiva, la estructura mecánica tiene poca rigidez o el sistema de retroalimentación introduce un retraso significativo, el ancho de banda de control de posición no se puede aumentar indefinidamente.

Por eso, al evaluar un módulo de junta armónica o un módulo de junta planetaria, es más útil preguntarse:

¿Qué ancho de banda de control efectivo puede alcanzar la articulación completa del robot bajo condiciones reales de carga y funcionamiento?

Este artículo explica cómo el ancho de banda de control afecta al rendimiento del motor de la articulación del robot y examina cómo el motor, el reductor, el codificador, el accionamiento, la estructura mecánica y el sistema de control trabajan juntos para determinar el rendimiento dinámico de una articulación de robot integrada.

¿Qué es el ancho de banda de control en una articulación robótica?

El ancho de banda de control se origina a partir del análisis de respuesta en frecuencia en la ingeniería de control. En el caso de una articulación robótica, se puede entender como el rango de frecuencias dentro del cual el sistema de control de lazo cerrado puede seguir eficazmente los cambios en las órdenes de movimiento, manteniendo un rendimiento estable y predecible.

En un sistema típico de lazo cerrado, el ancho de banda de control se suele evaluar utilizando el punto de -3 dB de la respuesta en frecuencia.

Por ejemplo, si una articulación robótica tiene un ancho de banda de control de posición de 30 Hz, esto no significa que el robot solo pueda moverse a 30 Hz. Significa, en cambio, que a medida que aumentan los componentes de frecuencia del comando de posición, la capacidad de seguimiento de la articulación comienza a deteriorarse significativamente a medida que el comando se acerca a este rango de frecuencia.

Por lo tanto, el ancho de banda de control proporciona una indicación de la rapidez con la que una articulación del robot puede responder a los cambios en las órdenes.

Las trayectorias del robot, los cambios de aceleración, los giros bruscos, los contactos y las acciones de control de fuerza contienen diferentes componentes de frecuencia. Un ancho de banda menor generalmente implica que el sistema necesita más tiempo para seguir comandos que cambian rápidamente. Un ancho de banda mayor permite una respuesta más rápida a los cambios de movimiento y a las perturbaciones externas.

Sin embargo, un mayor ancho de banda de control no siempre es mejor.

Si el ancho de banda de control se aproxima a las frecuencias de resonancia de la estructura mecánica, aumentar la ganancia de control puede amplificar la vibración, reducir los márgenes de estabilidad e incluso provocar inestabilidad.

Por lo tanto, el objetivo no es simplemente maximizar el ancho de banda, sino lograr un equilibrio adecuado entre la velocidad de respuesta, la rigidez mecánica, el ruido, la estabilidad y los requisitos de la aplicación.

El ancho de banda de control no está determinado únicamente por el motor de la articulación del robot.

Este es uno de los puntos más importantes a la hora de evaluar el rendimiento de las articulaciones de un robot.

Las especificaciones del producto suelen indicar la velocidad del motor, el par nominal, la potencia y la resolución del codificador. Sin embargo, estas especificaciones no deben interpretarse directamente como el ancho de banda de control de la articulación completa del robot.

Una articulación robótica integrada típica puede considerarse como un sistema que consta de:

Motor → Servoaccionamiento → Reductor → Codificador → Rodamientos y estructura mecánica → Controlador del robot

Cada etapa puede influir en el ancho de banda de control alcanzable.

El motor determina la capacidad de accionamiento fundamental y la respuesta eléctrica. El servocontrolador determina el rendimiento de los bucles de control de corriente, velocidad y posición. El reductor modifica la relación entre la velocidad del motor, el par de salida y la inercia reflejada. El codificador determina la calidad y la latencia de la retroalimentación de posición. Los cojinetes, la carcasa y las estructuras mecánicas determinan la rigidez, la inercia y la resonancia mecánica.

Por lo tanto, un motor de alta velocidad no crea automáticamente una articulación robótica de gran ancho de banda.

Por ejemplo, un servomotor puede responder muy rápidamente, pero si está conectado a una estructura mecánica de baja rigidez, aumentar la ganancia del bucle de posición puede provocar resonancia mecánica.

En este caso, la limitación real proviene del sistema mecánico completo, más que del motor en sí.

Esta es una de las razones por las que los módulos articulados integrados para robots están adquiriendo cada vez más importancia.

Cuando el motor, el reductor, el codificador y el accionamiento se diseñan y combinan como un sistema conjunto completo, los ingenieros pueden optimizar la coincidencia de inercia, la posición de retroalimentación, los parámetros de control, la rigidez mecánica y la latencia de comunicación de forma conjunta, en lugar de integrar componentes independientes en una etapa posterior.

¿Cómo afecta la arquitectura de control en cascada al ancho de banda de las articulaciones del robot?

Los motores de las articulaciones de los robots suelen utilizar una arquitectura de control en cascada en lugar de permitir que un único controlador de posición controle directamente el motor.

Una arquitectura típica incluye un bucle de corriente, un bucle de velocidad y un bucle de posición.

El circuito de corriente es el más cercano al motor y, por lo tanto, requiere la respuesta más rápida. Controla la corriente del motor y el par electromagnético, y normalmente opera a la frecuencia de control más alta.

El bucle de velocidad se ubica entre el bucle de corriente y el bucle de posición, y controla la velocidad del motor. Su ancho de banda suele ser menor que el del bucle de corriente.

El bucle de posición es el bucle más externo y determina directamente el rendimiento de seguimiento de posición de la articulación del robot. Se ve fuertemente afectado por la inercia mecánica, la rigidez estructural, la flexibilidad del reductor y la resonancia mecánica.

Esto significa:

Un bucle de corriente de alta velocidad no significa automáticamente que la articulación del robot tenga un ancho de banda de control de posición elevado.

Un servomotor puede tener un control de corriente extremadamente rápido, pero si la articulación del robot tiene una flexibilidad mecánica significativa, el ancho de banda del bucle de posición no se puede aumentar indefinidamente.

Por lo tanto, al evaluar un motor de articulación de robot o un actuador integrado, los ingenieros deben ir más allá de la frecuencia de control del accionamiento o la respuesta eléctrica del motor y examinar el rendimiento real del bucle de posición, el bucle de velocidad y el bucle de par en la salida de la articulación.

¿Por qué el reductor afecta al ancho de banda de control de las articulaciones del robot?

En las articulaciones de robots que utilizan un reductor mecánico, el reductor es uno de los componentes clave que afectan al rendimiento dinámico.

La función principal de un reductor es disminuir la velocidad de rotación y aumentar el par de salida, lo que permite que un motor relativamente compacto pueda accionar una carga robótica mayor.

Sin embargo, desde el punto de vista del control, el reductor también modifica las características mecánicas de todo el sistema.

La relación de reducción afecta la relación entre la inercia del lado del motor y la del lado de la carga. La fricción de la transmisión, la rigidez torsional, la flexibilidad mecánica y el juego también pueden influir en la respuesta en frecuencia de la articulación.

Si el sistema mecánico presenta modos elásticos significativos, aumentar la ganancia del controlador puede excitar la resonancia en frecuencias específicas.

Por lo tanto, una mayor tasa de reducción no es automáticamente mejor.

El diseño de las articulaciones de un robot requiere un equilibrio entre el par de salida, la velocidad de salida, la coincidencia de inercia, la rigidez, la fricción y el ancho de banda de control.

Esta es también la razón por la que los diferentes ejes del robot pueden utilizar diferentes relaciones de reducción o incluso diferentes tipos de módulos de articulación.

¿Cómo afecta un módulo de articulación armónica a la respuesta dinámica de las articulaciones del robot?

Para las articulaciones de robots que requieren una alta densidad de par, dimensiones compactas y posicionamiento preciso, un módulo de articulación armónica es una arquitectura de actuador importante.

Un módulo de articulación armónica puede integrar un servomotor, un reductor armónico, un codificador, un servocontrolador, rodamientos y una carcasa en un actuador de articulación robótica compacto. En comparación con la compra del motor y el reductor por separado y su integración a nivel de sistema, una arquitectura integrada reduce las interfaces mecánicas y simplifica la integración del sistema, permitiendo que los componentes se combinen para formar una articulación completa.

Desde la perspectiva del ancho de banda de control, la cuestión importante no es simplemente si un reductor de armónicos tiene un ancho de banda determinado. En cambio, la pregunta clave es qué tipo de base mecánica proporciona la transmisión de armónicos para el control en lazo cerrado.

Una baja holgura en la transmisión puede mejorar la previsibilidad del control de posición. Una alta rigidez mecánica puede ayudar a reducir los errores de posición de salida causados por cambios de carga. Una relación de reducción adecuada también permite que el motor funcione dentro de un rango de velocidad y par apropiado.

Cuando se combina con un codificador de alta resolución, en particular un codificador de salida, el controlador puede obtener información más precisa sobre la posición real de la salida de la articulación del robot.

Como resultado, un módulo de articulación armónica puede proporcionar un equilibrio útil entre densidad de par, precisión, compacidad y rendimiento de control de bucle cerrado para articulaciones de robots, como los ejes del hombro y el codo, que requieren un par de salida relativamente alto.

Sin embargo, el ancho de banda de control final de un módulo de junta armónica sigue dependiendo de la compatibilidad general entre el motor, la relación de reducción, el codificador, el servoaccionamiento, la estructura mecánica y los parámetros de control.

¿Cómo afecta un módulo de junta planetaria al ancho de banda de control?

Un módulo de articulación planetaria ofrece otra opción para el diseño de articulaciones robóticas, especialmente cuando la aplicación requiere una combinación diferente de velocidad de salida, funcionamiento continuo, capacidad de par y respuesta dinámica.

Su ancho de banda de control también se ve influenciado por la relación de reducción, la rigidez de transmisión, la fricción, la inercia de carga y la resonancia mecánica.

Por lo tanto, seleccionar un módulo de junta planetaria no garantiza automáticamente un mayor ancho de banda de control, del mismo modo que seleccionar un módulo de junta armónica no garantiza automáticamente una mayor respuesta dinámica.

El enfoque más adecuado consiste en adaptar la arquitectura de la articulación a los requisitos de movimiento reales.

Por ejemplo, algunas articulaciones robóticas priorizan el par motor elevado, las dimensiones compactas, la baja holgura y el posicionamiento preciso. Otras articulaciones pueden hacer mayor hincapié en la velocidad de salida, la rotación continua y la respuesta dinámica. En estas aplicaciones, un módulo de articulación planetaria puede proporcionar una arquitectura de transmisión alternativa.

Para los fabricantes de robots, utilizar diferentes arquitecturas de articulaciones para los distintos ejes del robot puede resultar a veces más práctico que utilizar exactamente el mismo actuador en todo el robot.

¿Cuál es la relación entre la relación de reducción y el ancho de banda de control?

La relación de reducción es uno de los parámetros que con mayor frecuencia se malinterpretan en el diseño de articulaciones de robots.

Aumentar la relación de reducción puede incrementar significativamente el par de salida, pero eso no significa que el ancho de banda de control de la articulación del robot aumente proporcionalmente.

Desde la perspectiva de la dinámica de sistemas, el reductor modifica la relación de inercia entre el motor y la carga. Una relación de reducción adecuada puede mejorar la adaptación entre el motor y la carga, permitiendo que el motor opere dentro de un rango de velocidad y par más apropiado. Sin embargo, una relación de reducción excesivamente alta también puede resultar en una menor velocidad de salida y en características de fricción, flexibilidad y dinámicas diferentes.

Por lo tanto, el diseño de las articulaciones del robot requiere un equilibrio entre:

Densidad de par, velocidad de salida, rigidez mecánica, adaptación de inercia y ancho de banda de control.

Esto es especialmente importante para los robots humanoides y los robots colaborativos, ya que necesitan no solo un par motor elevado, sino también cambios frecuentes de dirección y un rendimiento dinámico estable bajo diferentes posturas y cargas.

¿Por qué la configuración del codificador afecta al ancho de banda de control de las articulaciones del robot?

El codificador es un componente de retroalimentación fundamental en una articulación robótica de bucle cerrado.

El controlador no conoce directamente la posición real de la articulación del robot. Para determinar el estado del sistema, se basa en la retroalimentación del codificador. Por lo tanto, la resolución del codificador, la frecuencia de muestreo y la latencia de la señal pueden afectar el rendimiento de control que se puede lograr.

En el control de motores convencional, un codificador del lado del motor se utiliza principalmente para la conmutación, el control orientado al campo, la retroalimentación de velocidad y la retroalimentación de posición.

Sin embargo, en el caso de una articulación robótica, la posición del motor no es necesariamente idéntica a la posición de salida.

Puede haber un reductor, cojinetes y estructuras mecánicas entre el motor y la salida de la articulación del robot.

Por lo tanto, para articulaciones robóticas de alto rendimiento, una arquitectura de doble codificador puede proporcionar información de retroalimentación adicional.

El codificador del lado del motor se puede utilizar para el control de motores de alta velocidad, mientras que un codificador del lado de salida mide directamente la posición de salida de la articulación. Esto permite que el controlador comprenda el movimiento tanto del lado del motor como del lado de salida.

Para articulaciones robóticas con flexibilidad de transmisión o cargas variables, esta arquitectura de retroalimentación puede resultar especialmente valiosa.

Cuando se combina con un sensor de par en el lado de salida, el sistema puede establecer un bucle de control de par más directo para el control de impedancia, el movimiento adaptable y la interacción humano-robot.

Desde la perspectiva del ancho de banda de control, el codificador no debe considerarse simplemente como una especificación de resolución. Forma parte del rendimiento dinámico de todo el bucle de retroalimentación.

¿Puede el tiempo del ciclo de comunicación limitar el ancho de banda de control de las articulaciones del robot?

Sí.

Incluso cuando una articulación robótica cuenta con un codificador de alta resolución y un servomotor de alto rendimiento, el rendimiento del sistema de bucle cerrado puede verse limitado si los datos de retroalimentación no llegan al controlador con la suficiente rapidez.

Un sistema de control de robot típico realiza continuamente las siguientes funciones:

Adquisición de datos del sensor → Transmisión de datos → Cálculo de control → Transmisión de comandos → Respuesta del actuador

Cada etapa introduce cierto grado de retraso.

A medida que aumenta la frecuencia de control, incluso pequeños retrasos en la comunicación y los cálculos pueden introducir un desfase significativo y reducir el margen de estabilidad.

Por lo tanto, las tecnologías de comunicación como EtherCAT y CAN no deben evaluarse únicamente en función de la velocidad máxima de comunicación. También es necesario considerar el tiempo de ciclo de control, el volumen de datos, la sincronización, la latencia y la arquitectura general de control del robot.

En el caso de los módulos de articulación robótica integrados, la integración del servomotor en la articulación puede simplificar aún más la arquitectura del sistema y reducir el cableado externo y la complejidad de la integración entre el motor y la electrónica de control.

¿Cómo afecta la variación de carga al ancho de banda efectivo del control de las articulaciones del robot?

El ancho de banda de control de las articulaciones del robot no se puede evaluar independientemente de la carga real.

Una articulación puede mostrar una excelente respuesta en frecuencia en condiciones sin carga, pero una vez que el robot transporta una carga útil, un efector final o una herramienta, su inercia efectiva y la carga mecánica cambian.

Por ejemplo, un brazo robótico con sus eslabones totalmente extendidos puede ejercer cargas muy diferentes sobre una articulación en comparación con el mismo brazo en posición plegada.

Como resultado, el mismo módulo conjunto puede presentar diferentes respuestas dinámicas bajo diferentes condiciones de funcionamiento.

Por eso, las pruebas de ancho de banda de las articulaciones de los robots no deben basarse exclusivamente en mediciones sin carga.

Una evaluación más significativa considera la inercia en vacío, a carga nominal y la inercia operativa representativa, y examina la estabilidad y la resonancia del sistema en cada condición.

Para los fabricantes de robots, la especificación más útil no es simplemente el mayor ancho de banda medido en condiciones de laboratorio, sino:

¿Qué ancho de banda de control efectivo puede mantener la articulación del robot bajo su carga operativa real?

¿Cómo se prueba el ancho de banda de control de las articulaciones del robot?

La prueba de barrido sinusoidal es un método de ingeniería común para medir la respuesta en frecuencia de una articulación robótica.

La articulación recibe comandos mediante señales sinusoidales de posición, velocidad o par a frecuencias que aumentan progresivamente. A continuación, se registran la amplitud y la fase de la respuesta de salida.

A medida que aumenta la frecuencia de entrada, la salida suele empezar a mostrar atenuación de amplitud y un desfase creciente. La frecuencia correspondiente a la atenuación de amplitud especificada puede utilizarse entonces como referencia para el ancho de banda de control.

Un diagrama de Bode puede proporcionar información adicional sobre la ganancia del sistema, la respuesta de fase y los picos de resonancia.

Sin embargo, simplemente informar un valor como "XX Hz" no es suficiente para evaluar correctamente un módulo de articulación de robot.

Las condiciones de prueba también deben especificar la carga, la inercia de salida, la amplitud del movimiento, el modo de control, la frecuencia de muestreo, la instalación mecánica y otros parámetros relevantes.

De lo contrario, los valores de ancho de banda de los diferentes motores de las articulaciones del robot o de los módulos actuadores podrían no ser directamente comparables.

Aumentar el ancho de banda de control de las articulaciones del robot no se trata simplemente de aumentar la potencia del motor.

Cuando una articulación de un robot no responde con la suficiente rapidez, sustituir el motor por uno de mayor potencia no necesariamente resuelve el problema.

El ancho de banda de control está limitado por el sistema completo.

Si la estructura mecánica presenta resonancia de baja frecuencia, aumentar la potencia del motor puede, de hecho, acentuar la vibración. Si la retroalimentación del codificador tiene una latencia significativa, aumentar la ganancia de control no eliminará el retardo. Si el ciclo de comunicación es demasiado lento, un motor de alto rendimiento no podrá desarrollar todo su potencial dinámico.

Por lo tanto, aumentar el ancho de banda de control de las articulaciones del robot requiere una optimización a nivel de sistema.

El motor requiere una capacidad de respuesta eléctrica suficiente. El reductor debe estar correctamente adaptado al motor y a la carga. La estructura mecánica debe ofrecer la rigidez necesaria. El codificador debe proporcionar una retroalimentación de alta calidad. El servocontrolador debe admitir un ciclo de control adecuado. El algoritmo de control debe equilibrar la velocidad de respuesta con la estabilidad.

Esta es otra ventaja importante de un módulo de articulación robótica integrado.

En lugar de seleccionar de forma independiente un motor, un reductor, un codificador y un servomotor, se puede diseñar un actuador integrado que abarque todo el sistema de articulación. Esto permite que los componentes clave coincidan durante el desarrollo del producto y reduce los problemas de ajuste de parámetros durante la integración del sistema.

¿Cómo deben combinarse los módulos de juntas armónicas y planetarias para controlar el ancho de banda?

Para los fabricantes de robots, la cuestión clave no es simplemente qué actuador tiene el mayor ancho de banda de control. El enfoque más útil consiste en seleccionar la arquitectura de articulación adecuada según los requisitos de movimiento de cada eje del robot.

Para hombros, caderas, codos y otros ejes que requieren un par motor relativamente alto, manteniendo el tamaño y el peso de la articulación bajo control, un módulo de articulación armónica puede ser una excelente opción. Su alta relación de reducción, baja holgura y estructura compacta permiten lograr un par motor elevado y un buen posicionamiento dentro de un espacio mecánico limitado.

Para ejes de robots que dan mayor importancia a la velocidad de salida, el funcionamiento continuo o una combinación diferente de capacidad de carga y respuesta dinámica, un módulo de junta planetaria puede proporcionar una solución alternativa.

Las diferencias entre las articulaciones de los robots se vuelven aún más significativas en los robots humanoides.

Las articulaciones de la cadera y la rodilla pueden necesitar soportar cargas elevadas e impactos dinámicos. Las articulaciones del hombro necesitan equilibrar la capacidad de carga con el rango de movimiento. Las articulaciones de la muñeca y la mano generalmente dan mayor importancia al tamaño, el peso, la velocidad y la destreza.

Por lo tanto, el ancho de banda de control no debe utilizarse como único criterio para seleccionar la arquitectura de una articulación robótica. Debe evaluarse como parte del sistema actuador completo.

¿Cómo se debe evaluar un módulo de articulación de robot desde la perspectiva del ancho de banda de control?

Al evaluar un módulo de articulación de robot, no basta con preguntar únicamente por la potencia del motor o la relación de reducción.

La evaluación más significativa se centra en el comportamiento dinámico del actuador completo en condiciones de funcionamiento realistas.

Los ingenieros deben tener en cuenta la respuesta del motor, las características del reductor, la rigidez de salida, la configuración del codificador, el tiempo de ciclo del servoaccionamiento, la latencia de comunicación, la inercia de la carga y la resonancia mecánica.

Si un módulo de articulación utiliza un codificador de alta resolución pero tiene una rigidez mecánica insuficiente, la resolución del codificador no se puede convertir completamente en un rendimiento de posicionamiento real.

Si se utiliza una alta relación de reducción, pero la velocidad de salida resultante es insuficiente para los requisitos de movimiento del robot, el actuador sigue sin ser una solución óptima.

Del mismo modo, si el motor y el servocontrolador responden rápidamente, pero la articulación presenta una resonancia mecánica significativa, aumentar la ganancia del controlador por sí solo no puede solucionar el problema.

Por lo tanto, un módulo de articulación robótica de alto rendimiento es el resultado de una perfecta sincronización a nivel de sistema entre la transmisión, el servomotor, los sensores, la electrónica de accionamiento y la estructura mecánica.

¿Por qué los módulos articulares integrados para robots están adquiriendo mayor importancia?

A medida que los robots colaborativos, los robots humanoides y los sistemas robóticos de próxima generación avanzan hacia diseños más ligeros, compactos y dinámicos, las combinaciones convencionales de motores, reductores y servomotores separados se enfrentan a crecientes desafíos de integración de sistemas.

Un módulo de articulación robótica integrado puede combinar múltiples componentes críticos en un solo actuador, lo que permite a los fabricantes de robots reducir el esfuerzo de ingeniería necesario para acoplar el motor, el reductor, el codificador y el accionamiento.

Y lo que es más importante, la integración permite optimizar la articulación completa en torno al sistema de control desde el inicio del proceso de desarrollo del producto.

Para robots que requieren alta densidad de par y precisión, un módulo de articulación armónica puede proporcionar una solución de transmisión compacta. Para ejes con diferentes requisitos de velocidad, carga y dinámica, un módulo de articulación planetaria puede ser una alternativa.

Por lo tanto, el futuro del rendimiento de las articulaciones robóticas no se determinará simplemente comparando las especificaciones de un motor o reductor individual. Cada vez más, dependerá del rendimiento dinámico, la capacidad de detección, la capacidad de control y el nivel de integración del actuador completo.

Conclusión: El ancho de banda de control debe evaluarse como una métrica de rendimiento de las articulaciones del robot a nivel de sistema.

El ancho de banda de control no es una especificación aislada del motor. Es un reflejo importante del rendimiento dinámico general de una articulación robótica.

El motor proporciona la capacidad de accionamiento fundamental. El reductor determina la relación entre par y velocidad. El codificador proporciona retroalimentación. El servocontrolador ejecuta los bucles de control. La estructura mecánica determina la rigidez y las características de resonancia, mientras que el controlador y el sistema de comunicación determinan la eficacia con la que estos componentes pueden trabajar conjuntamente.

Por lo tanto, al evaluar el rendimiento del motor de la articulación del robot, es más útil ir más allá del par nominal, la velocidad del motor o la frecuencia de control y evaluar la respuesta dinámica de bucle cerrado del módulo completo de la articulación del robot en condiciones de funcionamiento reales.

Para articulaciones robóticas compactas y de alto par, un módulo de articulación armónica ofrece una alta relación de reducción, baja holgura, alta densidad de par y posicionamiento preciso. Para ejes robóticos con diferentes requisitos de velocidad, carga y dinámica, un módulo de articulación planetaria proporciona una arquitectura de transmisión alternativa.

Al integrar el motor, el reductor, el codificador, el servoaccionamiento y la estructura mecánica, los fabricantes de articulaciones robóticas pueden optimizar la respuesta dinámica y el rendimiento del control a nivel de sistema.

Para los fabricantes de robots, la pregunta más importante no es, por lo tanto, simplemente:

“¿Qué motor de articulación de robot tiene el mayor ancho de banda de control?”

Una pregunta de ingeniería más útil es:

“¿Qué solución integral de articulación robótica puede proporcionar una respuesta dinámica rápida, estable y repetible bajo las condiciones reales de carga, velocidad, inercia y requisitos de control del robot?”

Esta perspectiva a nivel de sistema proporciona una forma más significativa de evaluar los módulos de articulaciones armónicas, los módulos de articulaciones planetarias y los motores de articulaciones robóticas integrados para robots colaborativos, robots humanoides, robots industriales y otras aplicaciones robóticas de alto rendimiento.