Et laboratorium for robotikk er åpnet ved ITMO University på grunnlag av Institutt for kontrollsystemer og informatikk (CS&I). Vi vil snakke om prosjektene som jobbes med innenfor veggene og vise verktøyene: industrielle robotmanipulatorer, robotgripere, samt en installasjon for testing av dynamiske posisjoneringssystemer ved hjelp av en robotmodell av et overflatefartøy.
spesialisering
Robotics Lab tilhører den eldste avdelingen ved ITMO University, som heter Control Systems and Informatics. Hun dukket opp i 1945. Selve laboratoriet ble lansert i 1955 - da tok det for seg automatisering av målinger og beregninger av parametrene til overflateskip. Senere ble spekteret av områder utvidet: kybernetikk, CAD og robotikk ble lagt til.
I dag driver laboratoriet med forbedring av industriroboter. Ansatte løser problemstillinger knyttet til menneske-maskin-interaksjon – utvikler sikre kontrollalgoritmer med robotkraftkontroll, og jobber også med samarbeidende roboter som kan utføre oppgaver side om side med mennesker.
Laboratoriet utvikler også alternative metoder for fjernkontroll av grupper av roboter og lager programvarealgoritmer som kan rekonfigureres til å utføre nye oppgaver online.
prosjekter
En rekke laboratorierobotsystemer kjøpes inn fra store selskaper og er beregnet for forsknings- eller industrielle formål. En del av utstyret ble produsert av ansatte som et ledd i forsknings- og utviklingsarbeid.
Av sistnevnte kan man skille med to frihetsgrader. Den akademiske installasjonen er designet for å teste kontrollalgoritmer for å holde ballen i midten av stedet (du kan se systemet i aksjon i ).
Robotkomplekset består av en rektangulær plattform med et resistivt sensorsubstrat som bestemmer koordinatene til ballen. Drivakslene er festet til den ved hjelp av et svingledd. Disse stasjonene endrer vinkelen på plattformen i henhold til kontrollsignalene som kommer fra datamaskinen via USB og lar ikke ballen rulle bort.
Komplekset har ekstra servodrev som er ansvarlige for å kompensere forstyrrelser. For driften av disse stasjonene utviklet laboratoriepersonalet spesielle algoritmer som «jevner ut» ulike typer interferens, som vibrasjoner eller vind.
I tillegg har robotparken til laboratoriet et forskningsanlegg. KUKA youBot, som er en femleddet robotarm montert på en mobil plattform med rundstrålende hjul.
Algoritmer ble testet på KUKA youBot-roboten . De bruker et digitalkamerabasert synssystem og videobehandlingsprosedyrer. Grunnlaget for dette prosjektet er forskning innen adaptiv kontroll av ikke-lineære systemer, utført av laboratoriepersonalet.
Kontrollalgoritmer brukes til å kompensere for ytre påvirkninger som virker på robotlenkene. Som et resultat er maskinen i stand til å holde arbeidsverktøyet på et fast punkt i rommet og bevege det jevnt langs en gitt bane.
Et eksempel på et prosjekt implementert på grunnlag av KUKA youBot-roboten er . Sammen med det britiske selskapet TRA Robotics har vi utviklet en algoritme som lar oss estimere kraften i samspillet mellom arbeidsverktøyet og omgivelsene uten dyre momentsensorer. Dette tillot roboten å utføre mer komplekse operasjoner uten å ty til eksterne systemer.
Et annet eksempel på et robotoppsett i et laboratorium er en celle FESTO Robot Vision Cell. Dette komplekset brukes til teknologiske operasjoner i produksjonen, for eksempel sveising. For å implementere et slikt scenario stilles oppgaven med bevegelsesplanlegging: et imitert sveiseverktøy omgår konturen til en metalldel.
I tillegg er cellen utstyrt med et synssystem og er i stand til å løse problemet med å sortere deler etter farge eller form.
Prosjektet, basert på FESTO Robot Vision Cell med Mitsubishi RV-3SDB industrirobot, løser bevegelsesplanleggingsproblemer.
Det hjelper til med å forenkle prosessen med samhandling mellom operatøren og robotkontrolleren ved programmering av komplekse baner. Tanken er å automatisk programmere bevegelsene til robotverktøyet ved å bruke konturene vist i punktgrafikken. Det er nok å laste opp en fil til systemet, og algoritmen vil uavhengig plassere de nødvendige referansepunktene og komponere programkoden.
I praksis kan den resulterende løsningen brukes til gravering eller tegning.
Vi har på kanalen , der vår "robot-artist" avbildet et portrett av A. S. Pushkin. Teknologien kan også brukes til sveising av deler med kompleks form. Faktisk er dette et robotkompleks som løser industrielle problemer i laboratoriet.
Laboratoriet har også en trefingret griper utstyrt med trykksensorer plassert på innsiden av fingrene.
En slik enhet tillater manipulering av skjøre gjenstander, når det er viktig å kontrollere gripekraften nøyaktig for å unngå skade.
Laboratoriet har robotisk overflateskipsmodell, som er designet for å teste dynamiske posisjoneringssystemer.
Modellen er utstyrt med flere aktuatorer, samt radiokommunikasjonsmaskinvare for overføring av styresignaler.
Det er et svømmebasseng i laboratoriet, hvor ytelsen til kontrollalgoritmer kontrolleres med kompensasjon for langsgående og tverrgående forskyvninger.
For tiden er det planlagt å organisere et stort basseng for storskala tester med kompliserte scenarier.
Arbeid med partnere og planer
En av våre partnere er det britiske selskapet TRA Robotics. Sammen vi om forbedring av kontrollalgoritmer for industriroboter for en digital produksjonsbedrift. Ved en slik virksomhet vil hele produksjonssyklusen, fra utvikling til produksjon av industriprodukter, utføres av roboter og AI-systemer.
Blant andre samarbeidspartnere er Elektropribor-konsernet, som vi sammen med mekatroniske og robotsystemer. Våre studenter hjelper konsernets ansatte med instrumentering, programvareutvikling og produksjonsoppgaver.
Vi også med General Motors robotikk sammen med InfoWatch. Laboratoriepersonalet samhandler også tett med selskapet. , som gjennomfører prosjekter for å utvikle dynamiske posisjoneringssystemer for overflatefartøy.
Jobber ved ITMO University hvor elevene forbereder seg til konkurranser i verdensklasse. For eksempel i 2017 vårt team World Robot Olympiad i Costa Rica, og sommeren 2018 våre studenter to priser ved den all-russiske olympiaden for skolebarn.
Vi tiltrekke flere industripartnere og utdanne den yngre generasjonen russiske forskere. Kanskje er det de som vil utvikle slike roboter som organisk vil utfylle den menneskelige verden og utføre mer rutinemessige og farlige oppgaver i bedrifter.
Fotoomvisninger til andre laboratorier ved ITMO University:
Kilde: www.habr.com