ITMO ülikoolis on juhtimissüsteemide ja informaatika osakonna (CS&I) baasil avatud robootika labor. Räägime teile projektidest, millega nad selle seintes töötavad, ja näitame teile tööriistu: tööstuslikke robotmanipulaatoreid, robot-haardeseadmeid, aga ka installatsiooni dünaamiliste positsioneerimissüsteemide testimiseks, kasutades pinnalaeva robotmudelit.
spetsialiseerumine
Robootikalabor kuulub ITMO ülikooli vanimasse osakonda, mis kannab nime “Juhtsüsteemide ja informaatika”. See ilmus 1945. aastal. Laboratoorium ise käivitati 1955. aastal – tol ajal tegeleti pinnasoonte mõõtmiste automatiseerimise ja parameetrite arvutamise küsimustega. Hiljem valdkondade valikut laiendati: lisandusid küberneetika, CAD, robootika.
Täna tegeleb labor tööstusrobotite täiustamisega. Töötajad tegelevad inimese ja masina interaktsiooniga seotud probleemidega – töötades välja ohutuid juhtimisalgoritme, mis kontrollivad roboti jõudu, ning töötades ka koostöörobotite kallal, mis suudavad inimestega kõrvuti ülesandeid täita.
Samuti töötatakse laboris välja alternatiivseid meetodeid robotirühmade kaugjuhtimiseks ja tarkvaraalgoritmide loomiseks, mida saab ümber seadistada, et täita uusi ülesandeid võrgus.
Projektid
Mitmed laboris olevad robotsüsteemid osteti suurfirmadelt ning need on mõeldud teadus- või tööstuslikuks otstarbeks. Osa seadmeid valmistasid töötajad teadus- ja arendustöö raames.
Viimaste hulgas võime esile tõsta kahe vabadusastmega. Akadeemiline installatsioon on mõeldud kontrollalgoritmide testimiseks palli hoidmiseks väljaku keskel (süsteemi töös näete ).
Robotikompleks koosneb ristkülikukujulisest platvormist, millel on takistusliku anduri substraat, mis määrab palli koordinaadid. Ajamivõllid kinnitatakse selle külge pöördliigendi abil. Need ajamid muudavad platvormi nurka vastavalt arvutist USB kaudu saadud juhtsignaalidele ja takistavad palli eemale veeremist.
Kompleksis on täiendavad servod, mis vastutavad häirete kompenseerimise eest. Nende ajamite käitamiseks on laboritöötajad välja töötanud spetsiaalsed algoritmid, mis "tasuvad" erinevat tüüpi häireid, nagu vibratsioon või tuul.
Lisaks hõlmab labori robotpark uurimisrajatist KUKA youBot, mis on mitmesuunaliste ratastega mobiilsele platvormile paigaldatud viie lüliga robotmanipulaator.
Algoritme testiti KUKA youBot robotil . Nad kasutavad digitaalkaamerapõhist nägemissüsteemi ja videotöötlusprotseduure. Selle projekti aluseks on laboritöötajate poolt läbi viidud uuringud mittelineaarsete süsteemide adaptiivse juhtimise valdkonnas.
Roboti linkidele mõjuvate välismõjude kompenseerimiseks kasutatakse juhtimisalgoritme. Tänu sellele suudab masin hoida töötööriista kindlas ruumipunktis ja liigutada seda ühtlaselt mööda etteantud rada.
KUKA youBot roboti baasil ellu viidud projekti näide on . Oleme koos Briti ettevõttega TRA Robotics välja töötanud algoritmi, mis võimaldab ilma kallite jõu-momendi anduriteta hinnata töövahendi ja keskkonna koosmõju jõudu. See võimaldas robotil teha keerukamaid toiminguid ilma väliste süsteemide abita.
Veel üks näide robotite seadistusest laboris on rakk FESTO Robot Vision Cell. Seda kompleksi kasutatakse tehnoloogilised toimingud tootmises, näiteks keevitamine. Sellise stsenaariumi elluviimiseks on püstitatud liikumise planeerimise ülesanne: simuleeritud keevitustööriist liigub ümber metallosa kontuuri.
Lisaks on kamber varustatud tehnilise nägemissüsteemiga ja suudab lahendada osade värvi või kuju järgi sorteerimise probleeme.
FESTO Robot Vision Cell baasil koos Mitsubishi RV-3SDB tööstusrobotiga läbi viidud projekt lahendab liikumise planeerimise probleemid.
See aitab keerukate trajektooride programmeerimisel lihtsustada operaatori suhtlemist roboti kontrolleriga. Idee on automatiseerida robottööriista liigutused rasterjoonisel kujutatud kontuure kasutades. Piisab faili üleslaadimisest süsteemi ja algoritm korraldab iseseisvalt vajalikud võrdluspunktid ja koostab programmi koodi.
Praktikas saab saadud lahust kasutada graveerimiseks või joonistamiseks.
Meil on see meie kanalil , kus meie “robotkunstnik” kujutas A. S. Puškini portreed. Tehnoloogiat saab kasutada ka keeruka kujuga detailide keevitamiseks. Sisuliselt on tegemist robotikompleksiga, mis lahendab laboritingimustes tööstuslikke probleeme.
Laboris on ka kolmesõrmeline haarats, mis on varustatud sõrmede sisepinnal paiknevate rõhuanduritega.
Selline seade võimaldab habraste esemetega manipuleerimist, kui on oluline haardejõudu täpselt kontrollida, et vältida kahjustusi.
Laboris on pinnalaeva robotmudel, mis on mõeldud dünaamiliste positsioneerimissüsteemide testimiseks.
Mudel on varustatud mitme täiturmehhanismiga, samuti raadioside riistvaraga juhtsignaalide edastamiseks.
Laboris on bassein, kus kontrollitakse juhtimisalgoritmide toimimist piki- ja põikisuunaliste nihkete kompenseerimisega.
Praegu on plaanis korraldada suur bassein, et viia läbi keeruliste stsenaariumitega suuremahulisi teste.
Koostöö partneritega ja plaanid
Üks meie koostööpartneritest on Briti firma TRA Robotics. Koos me digitaalse tootmisettevõtte tööstusrobotite juhtimisalgoritmide täiustamise kohta. Sellises ettevõttes teostavad kogu tootmistsükli: arendusest kuni tööstustoodete valmistamiseni robotid ja tehisintellektisüsteemid.
Teiste partnerite hulgas on Elektropribori kontsern, kellega koos me mehhatroonilised ja robotsüsteemid. Meie tudengid aitavad kontserni töötajaid instrumentatsiooni, tarkvaraarenduse ja tootmisülesannete täitmisel.
Meil ka koos General Motorsiga, robootika koos InfoWatchiga. Samuti suhtlevad laboritöötajad ettevõttega tihedalt , mis viib ellu veesõidukite dünaamiliste positsioneerimissüsteemide väljatöötamise projekte.
Tegutseb ITMO ülikoolis , kus koolinoored valmistuvad maailmatasemel võistlusteks. Näiteks 2017. aastal meie meeskond World Robot Olympiad Costa Ricas ja 2018. aasta suvel meie õpilased kaks auhinda ülevenemaalisel koolinoorte olümpiaadil.
Me meelitada ligi rohkem tööstuspartnereid ja koolitada vene teadlaste nooremat põlvkonda. Võib-olla arendavad nad roboteid, mis täiendavad orgaaniliselt inimeste maailma ja täidavad ettevõtetes rutiinsemaid ja ohtlikumaid ülesandeid.
Fototuurid teistest ITMO ülikooli laboritest:
Allikas: www.habr.com