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数字孪生+智能算法,实现智能驱动器超越国际先进水平的力控精度

时间:2022-08-23

来源:行动元

导语:目前我国制造业升级正如火如荼,中高端制造业的迅猛发展,对制造业的执行单元——运动控制提出了极高的要求。高精度的智能运动控制,意味着可以更加智能、更加精确地控制机器设备的速度、位置和力度,充分提高精密制造水平,参与国际竞争。

  目前我国制造业升级正如火如荼,中高端制造业的迅猛发展,对制造业的执行单元——运动控制提出了极高的要求。高精度的智能运动控制,意味着可以更加智能、更加精确地控制机器设备的速度、位置和力度,充分提高精密制造水平,参与国际竞争。如今,高精密运动控制,正被越来越多地应用于医疗、3C电子、半导体、精密电子设备制造以及机器人等领域,对于提高我国制造业水平,实现国产超越,都有着非常积极的意义。

运动控制

超越国际先进水平

“超高精度力控”在新技术范式下获重大突破

  随着中高端制造业的生产过程越来越复杂化和多元化,生产节拍和控制精度的要求也不断追求极致,以往单纯的位置控制和精度较低的力控,在今天的生产场景中,已显示出局限性。高精度的力控受到驱动器性能、编码器分辨率、电机摩擦及关节耦合等多个环节的影响,其中又以驱动器环节最为关键。此前,以色列、美国等公司一直在这一领域占据技术优势,国产厂商则相对处于劣势。

  随着数字孪生和人工智能等新兴技术的发展,高浓度技术含量的新生力量正在工业运动控制领域蓬勃发展,并以平台级的新技术范式和创新的工程过程,实现加速度发展。行动元(上海)科技有限公司(以下简称“行动元”),便是运动控制领域冉冉升起的新生力量。

  行动元平台发布的第一款产品——智能驱动器,与音圈电机搭配,电流采样分辨率最高可达16bit,力控精度达到±0.1克,具有高速、高精度电流采样等优势,并以独特的算法,实现了较高的闭环控制带宽。全系统拥有更快的响应速度,更高的力控精度。成功实现了高精度力控技术领域的重大突破,完全可以比肩以色列、美国等世界顶级运动控制公司的同类产品。

运动控制

全新解法和打法

实现智能运动控制领域的高水准力控精度

  作为聚焦于全新智能运动控制领域的新生力量,行动元致力于运用数字孪生技术和人工智能算法,从底层改变行业技术范式,根本性重构需求、设计、开发、测试及运营等工程过程,端到端地为客户打造高适配的运动控制解决方案,大大降低开发成本,百倍提高产品性能和面市效率,同时让机器更加智能和节能,以助力制造业实现跨越式发展。

  具体而言,行动元在新型智能驱动器的研发过程中,通过数字孪生技术和智能算法,实现了对系统模型更精准的辨识,补偿了电机摩擦力、弹簧力及齿槽力等非线性干扰,提高了开环力控的控制精度和稳定性,避免了以往使用闭环力控时,对昂贵的高精度力传感器的依赖,使得开环力控也能达到较高的精度,降低生产成本的同时满足可靠性要求。同时,利用模型补偿和高精度、高带宽的电流控制,在实现高节拍运动的同时,可以保证机械在接触被压物体的时候,压力不超调,实现自然而然、超越人手的“软着陆”效果。

实际场景验证

未来应用场景广泛

  行动元的合作伙伴——某机器人厂商技术负责人表示,行动元通过智能算法的优化和调整,实现了力控与生产节拍的最优平衡。此前,只有国外的少数公司,可以实现这样的技术标准。而行动元智能驱动器在各项性能指标上,达到甚至超出了国外竞争对手。

运动控制

  具体来说,该品牌机器人要求力控精度达到±3g,目标压力800g,仅保压几百ms,在实现高运动节拍的同时,还要保持高精度力控。

运动控制

  而最终的实际测试结果显示,行动元智能驱动器达到了客户位置静态误差±1um的要求,而力控精度则成功控制在±3g以内。同时,在动态性能方面,行动元智能驱动器的最大位置跟随误差控制在了200um以内,到位整定时间最终仅用14ms。

智能运动控制新生力量

未来可期

  行动元公司负责人表示:行动元正在做的事,并不是简单的技术和产品升级,而是根本上的开发和工程过程“重构”。凭借技术上的优势,行动元正逐步搭建起新的“算法工厂”,并通过“数字孪生”等技术,构建运动控制产品的新思维——通过软件定义硬件,不断迭代优化模型,从而大幅度降低研发成本,提高产品面世效率,提升产品性能,让机器更加智能和节能。

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