Vélrænir armar og stýringar - við segjum þér hvað vélfærafræðistofa ITMO háskólans gerir

Rannsóknarstofa í vélfærafræði hefur verið opnuð við ITMO háskólann á grundvelli deildar stjórnkerfa og upplýsingafræði (CS&I). Rætt verður um verkefnin sem verið er að vinna að innan veggja þess og sýna verkfærin: iðnaðar vélmenni, vélfæragripara, auk uppsetningar til að prófa kvik staðsetningarkerfi með vélfæralíkani af yfirborðsskipi.

Sérhæfing

Vélfærafræðistofan tilheyrir elstu deild ITMO háskólans, sem heitir Control Systems and Informatics. Hún kom fram árið 1945. Rannsóknarstofan sjálf var tekin í notkun árið 1955 - þá fjallaði hún um sjálfvirkni mælinga og útreikninga á breytum yfirborðsskipa. Síðar var svið sviðanna stækkað: netfræði, CAD og vélfærafræði var bætt við.

Í dag tekur rannsóknarstofan þátt í endurbótum á iðnaðarvélmennum. Starfsmenn leysa mál sem tengjast samskiptum manna og véla - þróa örugga stjórnunaralgrím með vélmennakraftstýringu og vinna einnig að samvinnuvélmennum sem geta framkvæmt verkefni hlið við hlið við fólk.

Einnig er rannsóknarstofan að þróa aðrar aðferðir til að fjarstýra hópum vélmenna og búa til hugbúnaðaralgrím sem hægt er að endurstilla til að framkvæma ný verkefni á netinu.

Verkefni

Fjöldi vélfærakerfa á rannsóknarstofu er keypt af stórum fyrirtækjum og eru ætluð til rannsókna eða iðnaðar. Hluti búnaðarins var framleiddur af starfsmönnum sem hluti af rannsóknar- og þróunarvinnu.

Af þeim síðarnefndu má greina Stuart vélmenni pallur með tvær frelsisgráður. Akademíska uppsetningin er hönnuð til að prófa stjórnalgrím til að halda boltanum í miðju svæðisins (þú getur séð kerfið í gangi í þetta myndband).

Vélfærasamstæðan samanstendur af rétthyrndum vettvangi með viðnámsnema undirlagi sem ákvarðar hnit boltans. Drifskaftið er fest við það með hjálp snúningsliðs. Þessir drif breyta horninu á pallinum í samræmi við stjórnmerkin sem koma frá tölvunni í gegnum USB og leyfa ekki boltanum að rúlla í burtu.

Samstæðan er með viðbótar servódrifum sem eru ábyrgir fyrir því að bæta upp truflanir. Fyrir rekstur þessara drifna þróaði starfsfólk rannsóknarstofunnar sérstök reiknirit sem „slétta út“ ýmiss konar truflanir, svo sem titring eða vind.

Auk þess er í vélmennagarði rannsóknarstofunnar rannsóknaraðstaða. KUKA youBot, sem er fimm liða vélfæraarmur festur á hreyfanlegum palli með alhliða hjólum.

Reiknirit voru prófuð á KUKA youBot vélmenni aðlögunarstýring til að fylgjast með skotmarki á hreyfingu. Þeir nota sjónkerfi sem byggir á stafrænu myndavél og myndvinnsluaðferðir. Grunnur þessa verkefnis er rannsóknir á sviði aðlögunarstýringar á ólínulegum kerfum, framkvæmdar af starfsmönnum rannsóknarstofunnar.

Stýringaralgrím eru notuð til að bæta upp fyrir utanaðkomandi áhrif sem verka á vélmennatengla. Fyrir vikið getur vélin haldið verkfærinu á föstum stað í geimnum og fært það jafnt og þétt eftir ákveðnum brautum.

Dæmi um verkefni sem útfært er á grundvelli KUKA youBot vélmennisins er skynjaralaus togskynjun. Ásamt breska fyrirtækinu TRA Robotics höfum við þróað reiknirit sem gerir okkur kleift að meta kraft samspils milli vinnutækisins og umhverfisins án dýrra togskynjara. Þetta gerði vélmenninu kleift að framkvæma flóknari aðgerðir án þess að grípa til ytri kerfa.

Annað dæmi um vélfærauppsetningu á rannsóknarstofu er fruma FESTO Robot Vision Cell. Þessi flókin er notuð fyrir eftirlíkingar tæknilegar aðgerðir í framleiðslu, svo sem suðu. Til að útfæra slíka atburðarás er verkefnið að skipuleggja hreyfingu sett fram: eftirlíkingu af suðuverkfæri fer framhjá útlínu málmhluta.

Auk þess er fruman búin sjónkerfi og getur leyst vandamálið við að flokka hluta eftir lit eða lögun.

Verkefnið, sem byggir á FESTO Robot Vision Cell með Mitsubishi RV-3SDB iðnaðarvélmenni, leysir hreyfiskipulagsvandamál.

Það hjálpar til við að einfalda samspilsferlið milli stjórnandans og vélmennastýringarinnar þegar flóknar ferlar eru forritaðar. Hugmyndin er að forrita hreyfingar vélmennaverkfærisins sjálfkrafa með því að nota útlínur sem sýndar eru í bitmapinu. Það er nóg að hlaða upp skrá í kerfið og reikniritið mun sjálfstætt setja nauðsynlega viðmiðunarpunkta og setja saman forritskóðann.

Í reynd er hægt að nota lausnina sem myndast á leturgröftur eða teikningu.

Við höfum á rásinni vídeó, þar sem "vélmenna-listamaðurinn" okkar sýndi mynd af A. S. Pushkin. Einnig er hægt að nota tæknina til að suða hluta af flóknu formi. Reyndar er þetta vélfærasamstæða sem leysir iðnaðarvandamál á rannsóknarstofunni.

Rannsóknarstofan hefur einnig þriggja fingra grip sem er búinn þrýstiskynjara sem staðsettir eru á innra yfirborði fingra.

Slík tæki gerir kleift að meðhöndla viðkvæma hluti, þegar mikilvægt er að stjórna gripkraftinum nákvæmlega til að forðast skemmdir.

Rannsóknarstofan hefur vélfærafræði yfirborðsskipalíkan, sem er hannað til að prófa kraftmikil staðsetningarkerfi.

Líkanið er búið nokkrum stýribúnaði, svo og fjarskiptabúnaði til að senda stjórnmerki.

Sundlaug er á rannsóknarstofunni, þar sem frammistaða eftirlitsreiknirita er athuguð að halda stöðu á litlu líkani af yfirborðsskipi með jöfnun á lengdar- og þverfærslum.

Sem stendur er fyrirhugað að skipuleggja stóran laug fyrir stórprófanir með flóknum sviðsmyndum.

Vinna með samstarfsaðilum og áætlanir

Einn af samstarfsaðilum okkar er breska fyrirtækið TRA Robotics. Saman við við vinnum um endurbætur á stjórnalgrímum fyrir iðnaðarvélmenni fyrir stafrænt framleiðslufyrirtæki. Hjá slíku fyrirtæki mun allt framleiðsluferlið, frá þróun til framleiðslu iðnaðarvara, fara fram með vélmennum og gervigreindarkerfum.

Meðal annarra samstarfsaðila er Elektropribor félagið, ásamt því sem við þróast mechatronic og vélfærakerfi. Nemendur okkar aðstoða starfsmenn hópsins við tækjabúnað, hugbúnaðarþróun og framleiðsluverkefni.

Við líka við vinnum saman hjá General Motors þróast vélfærafræði ásamt InfoWatch. Einnig hafa starfsmenn rannsóknarstofu náin samskipti við fyrirtækið. JSC "Navis", sem útfærir verkefni til að þróa kraftmikið staðsetningarkerfi fyrir yfirborðsskip.

Vinnur hjá ITMO University Unglinga vélfærafræði rannsóknarstofaþar sem nemendur búa sig undir heimsklassa keppnir. Til dæmis, árið 2017 liðið okkar vann World Robot Olympiad í Kosta Ríka, og sumarið 2018 nemendur okkar hefur tekið tvenn verðlaun á All-Russian Olympiad fyrir skólabörn.

Við áætlun laða að fleiri samstarfsaðila iðnaðarins og fræða yngri kynslóð rússneskra vísindamanna. Kannski eru það þeir sem munu þróa slík vélmenni sem munu lífrænt bæta mannheiminn og munu framkvæma venjubundnari og hættulegri verkefni í fyrirtækjum.

Myndaferðir um aðrar rannsóknarstofur ITMO háskólans:

• Hvernig ITMO háskólinn virkar: Ferð um rannsóknarstofu okkar í net-líkamlegum kerfum
• ITMO University Fab Lab: DIY Coworking Space fyrir skapandi fólk - Sýnir hvað er inni

Heimild: www.habr.com