Et robotlaboratorium er blevet åbnet på ITMO Universitet på baggrund af Institut for Kontrolsystemer og Informatik (CS&I). Vi vil fortælle dig om de projekter, de arbejder på inden for dens vægge, og vise dig værktøjerne: industrielle robotmanipulatorer, robotgribeanordninger samt en installation til test af dynamiske positioneringssystemer ved hjælp af en robotmodel af et overfladefartøj.
specialisering
Robotics Laboratory tilhører den ældste afdeling af ITMO University, som kaldes "Control Systems and Informatics". Den dukkede op i 1945. Selve laboratoriet blev lanceret i 1955 - på det tidspunkt beskæftigede det sig med spørgsmål om automatisering af målinger og beregninger af parametre for overfladefartøjer. Senere blev rækken af områder udvidet: kybernetik, CAD og robotteknologi blev tilføjet.
I dag arbejder laboratoriet på at forbedre industrirobotter. Medarbejdere behandler problemer relateret til menneske-maskine-interaktion - udvikler sikre kontrolalgoritmer, der styrer robottens kraft, og arbejder også på kollaborative robotter, der kan udføre opgaver side om side med mennesker.
Laboratoriet udvikler også alternative metoder til fjernstyring af grupper af robotter og skaber softwarealgoritmer, der kan omkonfigureres til at udføre nye opgaver online.
projekter
En række robotsystemer i laboratoriet er indkøbt fra store virksomheder og er beregnet til forsknings- eller industrielle formål. Noget af udstyret er fremstillet af medarbejdere som led i forsknings- og udviklingsarbejde.
Blandt de sidste kan vi fremhæve med to frihedsgrader. Den akademiske installation er designet til at teste kontrolalgoritmer til at holde bolden i midten af banen (du kan se systemet i aktion i ).
Robotkomplekset består af en rektangulær platform med et resistivt sensorsubstrat, der bestemmer boldens koordinater. Drivakslerne er fastgjort til den ved hjælp af et drejeled. Disse drev ændrer vinklen på platformen i henhold til styresignaler modtaget fra computeren via USB og forhindrer bolden i at rulle væk.
Komplekset har yderligere servoer, der er ansvarlige for at kompensere for forstyrrelser. For at betjene disse drev har laboratoriepersonale udviklet specielle algoritmer, der "udjævner" forskellige typer interferens, såsom vibrationer eller vind.
Derudover omfatter laboratoriets robotpark et forskningsanlæg KUKA youBot, som er en femleddet robotmanipulator monteret på en mobil platform med rundstrålende hjul.
Algoritmer blev testet på KUKA youBot-robotten . De bruger et digitalkamera-baseret visionsystem og videobehandlingsprocedurer. Grundlaget for dette projekt er forskning inden for adaptiv kontrol af ikke-lineære systemer udført af laboratoriepersonale.
Styrealgoritmer bruges til at kompensere for ydre påvirkninger, der virker på robotforbindelserne. Som et resultat er maskinen i stand til at holde arbejdsværktøjet på et fast punkt i rummet og bevæge det støt langs en given bane.
Et eksempel på et projekt implementeret på basis af KUKA youBot-robotten er . Sammen med det britiske firma TRA Robotics har vi udviklet en algoritme, der giver os mulighed for at evaluere kraften af et arbejdsværktøjs interaktion med miljøet uden dyre kraft-moment-sensorer. Dette gjorde det muligt for robotten at udføre mere komplekse operationer uden hjælp fra eksterne systemer.
Et andet eksempel på en robotopsætning i et laboratorium er en celle FESTO Robot Vision Cell. Dette kompleks bruges til teknologiske operationer i produktionen, for eksempel svejsning. For at implementere et sådant scenario er opgaven med bevægelsesplanlægning sat: et simuleret svejseværktøj bevæger sig rundt om konturen af en metaldel.
Derudover er cellen udstyret med et teknisk visionsystem og er i stand til at løse problemer med at sortere dele efter farve eller form.
Projektet, der er udført på basis af FESTO Robot Vision Cell med Mitsubishi RV-3SDB industrirobotten, løser problemerne med bevægelsesplanlægning.
Det hjælper med at forenkle operatørens interaktion med robotcontrolleren ved programmering af komplekse baner. Ideen er automatisk at programmere et robotværktøjs bevægelser ved hjælp af konturer afbildet på en rastertegning. Det er nok at uploade en fil til systemet, og algoritmen vil uafhængigt arrangere de nødvendige referencepunkter og komponere programkoden.
I praksis kan den resulterende opløsning bruges til gravering eller tegning.
Vi har den på vores kanal , hvor vores "robotkunstner" skildrede et portræt af A. S. Pushkin. Teknologien kan også bruges til at svejse dele af komplekse former. I det væsentlige er dette et robotkompleks, der løser industrielle problemer under laboratorieforhold.
Laboratoriet har også en tre-finger griber udstyret med tryksensorer placeret på indersiden af fingrene.
En sådan anordning giver mulighed for manipulation af skrøbelige genstande, når det er vigtigt at kontrollere grebskraften præcist for at undgå beskadigelse.
Laboratoriet har robotmodel af et overfladefartøj, som er beregnet til test af dynamiske positioneringssystemer.
Modellen er udstyret med flere aktuatorer, samt radiokommunikationshardware til transmission af styresignaler.
Der er en swimmingpool i laboratoriet, hvor ydeevnen af kontrolalgoritmer testes med kompensation for langsgående og tværgående forskydninger.
I øjeblikket er der planer om at organisere en stor pulje til at udføre store tests med komplicerede scenarier.
Samarbejde med partnere og planer
En af vores partnere er det britiske firma TRA Robotics. Sammen vi om forbedring af kontrolalgoritmer til industrirobotter til en digital produktionsvirksomhed. På en sådan virksomhed vil hele produktionscyklussen: fra udvikling til fremstilling af industrielle produkter, blive udført af robotter og AI-systemer.
Andre partnere omfatter Elektropribor-koncernen, som vi mekatroniske og robotsystemer. Vores studerende hjælper virksomhedens medarbejdere inden for instrumentering, softwareudvikling og produktionsopgaver.
Vi også med General Motors, robotteknologi sammen med InfoWatch. Laboratoriemedarbejdere er også tæt på virksomheden , som gennemfører projekter til udvikling af dynamiske positioneringssystemer til overfladefartøjer.
Arbejder på ITMO University , hvor skolebørn forbereder sig til konkurrencer i verdensklasse. For eksempel i 2017 vores team World Robot Olympiad i Costa Rica, og i sommeren 2018 vores elever to priser ved den all-russiske olympiade for skolebørn.
Vi tiltrække flere industripartnere og uddanne den yngre generation af russiske videnskabsmænd. Måske vil de udvikle robotter, der organisk vil komplementere den menneskelige verden og udføre mere rutineprægede og farlige opgaver i virksomheder.
Fotorundvisninger af andre ITMO Universitetslaboratorier:
Kilde: www.habr.com