기계화된 팔과 조작기 - ITMO 대학의 로봇공학 실험실에서 수행하는 작업을 알려드립니다.

제어시스템정보학과(CS&I) 산하 ITMO 대학에 로봇공학 연구실이 개설됐다. 우리는 그들이 벽 내에서 작업하고 있는 프로젝트에 대해 설명하고 산업용 로봇 조작기, 로봇 그리핑 장치, 수상 선박의 로봇 모델을 사용하여 동적 위치 확인 시스템을 테스트하기 위한 설치 등의 도구를 보여줄 것입니다.

전문

로봇공학 연구실은 "제어 시스템 및 정보학"이라고 불리는 ITMO 대학의 가장 오래된 부서에 속합니다. 1945년에 등장했습니다. 실험실 자체는 1955년에 설립되었으며 당시에는 표면 용기의 매개변수 계산 및 측정 자동화 문제를 다루었습니다. 나중에는 영역이 확장되어 사이버네틱스, CAD, 로봇공학이 추가되었습니다.

현재 연구실에서는 산업용 로봇을 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 직원들은 로봇의 힘을 제어하는 ​​안전한 제어 알고리즘을 개발하고 사람과 나란히 작업을 수행할 수 있는 협동 로봇을 개발하는 등 인간-기계 상호 작용과 관련된 문제를 해결하고 있습니다.

이 연구실에서는 또한 로봇 그룹을 원격 제어하기 위한 대체 방법을 개발하고 온라인에서 새로운 작업을 수행하도록 재구성할 수 있는 소프트웨어 알고리즘을 만들고 있습니다.

프로젝트

실험실의 여러 로봇 시스템은 대기업에서 구입했으며 연구 또는 산업 목적으로 사용됩니다. 일부 장비는 연구 개발 작업의 일환으로 직원이 제작했습니다.

후자 중에서 우리가 강조할 수 있는 것은 스튜어트 로봇 플랫폼 두 가지 자유도를 가지고 있습니다. 교육용 설치는 공을 코트 중앙에 유지하기 위한 제어 알고리즘을 테스트하도록 설계되었습니다. 시스템이 작동하는 모습은 다음에서 볼 수 있습니다. 이 비디오).

로봇 복합체는 공의 좌표를 결정하는 저항성 센서 기판이 있는 직사각형 플랫폼으로 구성됩니다. 구동축은 회전 조인트를 사용하여 부착됩니다. 이 드라이브는 USB를 통해 컴퓨터에서 수신된 제어 신호에 따라 플랫폼의 각도를 변경하고 공이 굴러가는 것을 방지합니다.

이 콤플렉스에는 교란 보상을 담당하는 추가 서보가 있습니다. 이러한 드라이브를 작동하기 위해 실험실 직원은 진동이나 바람과 같은 다양한 유형의 간섭을 "완화"하는 특수 알고리즘을 개발했습니다.

또한 연구실의 로봇파크에는 연구시설도 포함되어 있습니다. KUKA 유봇는 전방향 바퀴가 있는 모바일 플랫폼에 장착된 XNUMX링크 로봇 조작기입니다.

알고리즘은 KUKA youBot 로봇에서 테스트되었습니다. 움직이는 표적을 추적하는 적응 제어. 그들은 디지털 카메라 기반 비전 시스템과 비디오 처리 절차를 사용합니다. 이 프로젝트의 기초는 실험실 직원이 수행하는 비선형 시스템의 적응 제어 분야 연구입니다.

제어 알고리즘은 로봇 링크에 작용하는 외부 영향을 보상하는 데 사용됩니다. 결과적으로 기계는 작업 도구를 공간의 고정된 지점에 고정하고 주어진 경로를 따라 꾸준히 이동할 수 있습니다.

KUKA youBot 로봇을 기반으로 구현된 프로젝트의 예는 다음과 같습니다. 센서리스 힘-토크 감지. 영국 회사인 TRA Robotics와 함께 우리는 값비싼 힘-토크 센서 없이 작업 도구와 환경의 상호 작용 힘을 평가할 수 있는 알고리즘을 개발했습니다. 이를 통해 로봇은 외부 시스템의 도움 없이 더 복잡한 작업을 수행할 수 있었습니다.

실험실의 로봇 설정의 또 다른 예는 세포입니다. FESTO 로봇 비전 셀. 이 단지는 다음 용도로 사용됩니다. 모조품 용접과 같은 생산 기술 운영. 이러한 시나리오를 구현하기 위해 동작 계획 작업이 설정됩니다. 즉, 시뮬레이션된 용접 도구가 금속 부품의 윤곽선 주위를 이동합니다.

또한 셀에는 기술적 비전 시스템이 탑재되어 색상이나 모양별로 부품을 분류하는 문제를 해결할 수 있습니다.

Mitsubishi RV-3SDB 산업용 로봇과 FESTO Robot Vision Cell을 기반으로 수행된 이 프로젝트는 동작 계획 문제를 해결합니다.

복잡한 궤적을 프로그래밍할 때 작업자와 로봇 컨트롤러의 상호 작용을 단순화하는 데 도움이 됩니다. 래스터 도면에 묘사된 윤곽을 사용하여 로봇 도구의 움직임을 자동으로 프로그래밍하는 것이 아이디어입니다. 시스템에 파일을 업로드하는 것만으로도 충분하며 알고리즘은 필요한 참조 지점을 독립적으로 정렬하고 프로그램 코드를 구성합니다.

실제로 결과 솔루션은 조각이나 그림에 사용될 수 있습니다.

우리 채널에 있어요 비디오, 우리의 "로봇 아티스트"가 A. S. Pushkin의 초상화를 묘사했습니다. 이 기술은 복잡한 모양의 부품을 용접하는 데에도 사용될 수 있습니다. 본질적으로 이것은 실험실 조건에서 산업 문제를 해결하는 로봇 단지입니다.

또한 실험실에는 손가락 안쪽 표면에 압력 센서가 장착된 세 손가락 그리퍼가 있습니다.

이러한 장치를 사용하면 손상을 방지하기 위해 파지력을 정밀하게 제어하는 ​​것이 중요한 경우 깨지기 쉬운 물체를 조작할 수 있습니다.

실험실에는 수상 선박의 로봇 모델, 이는 동적 위치 확인 시스템을 테스트하기 위한 것입니다.

이 모델에는 여러 개의 액추에이터와 제어 신호 전송을 위한 무선 통신 하드웨어가 장착되어 있습니다.

제어 알고리즘의 성능을 테스트하는 실험실에는 수영장이 있습니다. 수상 선박의 작은 모형의 위치를 ​​유지하기 위해 세로 및 가로 변위를 보상합니다.

현재는 대규모 풀을 구성해 복잡한 시나리오로 대규모 테스트를 진행하는 계획이 진행 중이다.

파트너 및 계획과 협력

우리 파트너 중 하나는 영국 회사인 TRA Robotics입니다. 우리는 함께 일하고있다 디지털 제조 기업을 위한 산업용 로봇의 제어 알고리즘 개선에 관한 것입니다. 이러한 기업에서는 산업용 제품의 개발부터 제조까지 전체 생산 주기가 로봇과 AI 시스템에 의해 수행됩니다.

다른 파트너로는 Elektropribor 관심사가 있습니다. 우리는 개발 중입니다 메카트로닉 및 로봇 시스템. 우리 학생들은 계측, 소프트웨어 개발 및 생산 작업 분야에서 해당 직원을 돕습니다.

또한 우리 협력 제너럴모터스(GM)와 우리는 개발한다 InfoWatch와 로봇공학. 또한 연구실 직원들은 회사와 긴밀하게 교류하고 있습니다. JSC "나비스", 수상 선박의 동적 위치 확인 시스템을 개발하는 프로젝트를 구현합니다.

ITMO 대학에서 운영 청소년 로봇 연구실, 학생들이 세계적 수준의 대회를 준비하는 곳입니다. 예를 들어 2017년에 우리 팀은 원 코스타리카에서 열리는 세계로봇올림피아드와 2018년 여름 우리 학생들 가져옴 학생을 위한 전 러시아 올림피아드에서 두 개의 상을 받았습니다.

우리 계획하고있다. 더 많은 업계 파트너를 유치하고 젊은 세대의 러시아 과학자를 교육하십시오. 아마도 그들은 인간 세계를 유기적으로 보완하고 기업에서 더 일상적이고 위험한 작업을 수행할 로봇을 개발할 것입니다.

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출처 : habr.com