Op ITMO University is een laboratorium voor robotica geopend op basis van de afdeling Besturingssystemen en Informatica (CS&I). We zullen praten over de projecten waaraan binnen de muren wordt gewerkt en de tools laten zien: industriële robotmanipulatoren, robotgrijpers, evenals een installatie voor het testen van dynamische positioneringssystemen met behulp van een robotmodel van een oppervlaktevaartuig.
specialisatie
Het Robotics Lab behoort tot de oudste afdeling van ITMO University, die Control Systems and Informatics heet. Ze verscheen in 1945. Het laboratorium zelf werd gelanceerd in 1955 - toen hield het zich bezig met de automatisering van metingen en berekeningen van de parameters van oppervlakteschepen. Later werd het scala aan gebieden uitgebreid: cybernetica, CAD en robotica kwamen erbij.
Tegenwoordig houdt het laboratorium zich bezig met de verbetering van industriële robots. Medewerkers lossen problemen op die verband houden met mens-machine-interactie - ontwikkelen veilige besturingsalgoritmen met robotkrachtcontrole en werken ook aan collaboratieve robots die taken zij aan zij met mensen kunnen uitvoeren.
Ook ontwikkelt het laboratorium alternatieve methoden voor het op afstand besturen van groepen robots en het creëren van software-algoritmen die opnieuw kunnen worden geconfigureerd om nieuwe taken online uit te voeren.
Projecten
Een aantal laboratoriumrobotsystemen wordt aangekocht bij grote bedrijven en is bedoeld voor onderzoek of industriële doeleinden. Een deel van de apparatuur is door werknemers vervaardigd als onderdeel van onderzoeks- en ontwikkelingswerk.
Van de laatste kan men onderscheid maken met twee vrijheidsgraden. De academische installatie is ontworpen om besturingsalgoritmen te testen om de bal in het midden van de site te houden (je kunt het systeem in actie zien in ).
Het robotcomplex bestaat uit een rechthoekig platform met een resistief sensorsubstraat dat de coördinaten van de bal bepaalt. De aandrijfassen zijn daaraan bevestigd met behulp van een draaischarnier. Deze aandrijvingen veranderen de hoek van het platform volgens de besturingssignalen die via USB van de computer komen en zorgen ervoor dat de bal niet wegrolt.
Het complex heeft extra servoaandrijvingen die verantwoordelijk zijn voor het compenseren van storingen. Voor de werking van deze aandrijvingen ontwikkelden de laboratoriummedewerkers speciale algoritmen die verschillende soorten interferentie, zoals trillingen of wind, 'afvlakken'.
Daarnaast beschikt het robotpark van het laboratorium over een onderzoeksfaciliteit. KUKA youBot, een robotarm met vijf schakels die is gemonteerd op een mobiel platform met omnidirectionele wielen.
Algoritmen werden getest op de KUKA youBot-robot . Ze gebruiken een op een digitale camera gebaseerd visiesysteem en videoverwerkingsprocedures. De basis van dit project is onderzoek op het gebied van adaptieve regeling van niet-lineaire systemen, uitgevoerd door het laboratoriumpersoneel.
Besturingsalgoritmen worden gebruikt om externe invloeden op de robotkoppelingen te compenseren. Als gevolg hiervan kan de machine het werkgereedschap op een vast punt in de ruimte houden en het gestaag langs een bepaald traject verplaatsen.
Een voorbeeld van een gerealiseerd project op basis van de KUKA youBot-robot is . Samen met het Britse bedrijf TRA Robotics hebben we een algoritme ontwikkeld waarmee we de kracht van interactie tussen het werkgereedschap en de omgeving kunnen inschatten zonder dure koppelsensoren. Hierdoor kon de robot complexere bewerkingen uitvoeren zonder een beroep te doen op externe systemen.
Een ander voorbeeld van een robotopstelling in een laboratorium is een cel FESTO Robotvisiecel. Dit complex wordt gebruikt voor technologische bewerkingen in de productie, zoals lassen. Om een dergelijk scenario te implementeren, wordt de taak van bewegingsplanning gesteld: een imitatie-lasapparaat omzeilt de contour van een metalen onderdeel.
Bovendien is de cel uitgerust met een zichtsysteem en kan het probleem van het sorteren van onderdelen op kleur of vorm worden opgelost.
Het project, gebaseerd op de FESTO Robot Vision Cell met de Mitsubishi RV-3SDB industriële robot, lost bewegingsplanningsproblemen op.
Het helpt het interactieproces tussen de operator en de robotcontroller te vereenvoudigen bij het programmeren van complexe trajecten. Het idee is om de bewegingen van het robotgereedschap automatisch te programmeren met behulp van de contouren die in de bitmap worden weergegeven. Het volstaat om een bestand naar het systeem te uploaden en het algoritme zal onafhankelijk de nodige referentiepunten plaatsen en de programmacode samenstellen.
In de praktijk kan de resulterende oplossing worden toegepast op gravure of tekening.
We hebben op het kanaal , waarin onze "robotkunstenaar" een portret van A. S. Pushkin afbeeldde. De technologie kan ook worden gebruikt voor het lassen van onderdelen met een complexe vorm. In feite is dit een robotcomplex dat industriële problemen in het laboratorium oplost.
Het laboratorium heeft ook een drievingerige grijper uitgerust met druksensoren aan de binnenkant van de vingers.
Met zo'n apparaat kunnen kwetsbare voorwerpen worden gemanipuleerd, waarbij het belangrijk is om de grijpkracht nauwkeurig te regelen om schade te voorkomen.
Het laboratorium heeft robotachtig oppervlakteschipmodel, dat is ontworpen om dynamische positioneringssystemen te testen.
Het model is uitgerust met verschillende actuatoren, evenals hardware voor radiocommunicatie voor het verzenden van besturingssignalen.
In het laboratorium is een zwembad aanwezig, waar de werking van regelalgoritmen wordt gecontroleerd met compensatie van langs- en dwarsverplaatsingen.
Op dit moment is het de bedoeling om een grote pool te organiseren voor grootschalige testen met ingewikkelde scenario's.
Werk samen met partners en plannen
Een van onze partners is het Britse bedrijf TRA Robotics. Samen wij over de verbetering van besturingsalgoritmen voor industriële robots voor een digitale productieonderneming. Bij zo'n onderneming zal de hele productiecyclus, van ontwikkeling tot productie van industriële producten, worden uitgevoerd door robots en AI-systemen.
Onder andere partners is het concern Elektropribor, waarmee we samen mechatronische en robotsystemen. Onze studenten helpen de medewerkers van de groep met instrumentatie, softwareontwikkeling en productietaken.
Wij ook met General Motors robotica samen met InfoWatch. Ook laboratoriumpersoneel staat nauw in contact met het bedrijf. , dat projecten uitvoert om dynamische positioneringssystemen voor oppervlaktevaartuigen te ontwikkelen.
Werkt bij ITMO University waar studenten zich voorbereiden op wedstrijden van wereldklasse. Bijvoorbeeld in 2017 ons team Wereld Robot Olympiade in Costa Rica, en in de zomer van 2018 onze studenten twee prijzen op de All-Russian Olympiade voor schoolkinderen.
Wij meer industriële partners aantrekken en de jongere generatie Russische wetenschappers opleiden. Misschien zijn zij het die zulke robots zullen ontwikkelen die de menselijke wereld organisch zullen aanvullen en meer routinematige en gevaarlijke taken in ondernemingen zullen uitvoeren.
Fotorondleidingen door andere laboratoria van ITMO University:
Bron: www.habr.com