Un laborator de robotică a fost deschis la Universitatea ITMO pe baza Departamentului de Sisteme de Control și Informatică (CS&I). Vă vom spune despre proiectele la care lucrează în interiorul zidurilor sale și vă vom arăta instrumentele: manipulatoare robotizate industriale, dispozitive robotizate de prindere, precum și o instalație pentru testarea sistemelor de poziționare dinamică folosind un model robotizat al unui vas de suprafață.
specializare
Laboratorul de Robotică aparține celui mai vechi departament al Universității ITMO, care se numește „Sisteme de control și informatică”. A apărut în 1945. Laboratorul în sine a fost lansat în 1955 - la acea vreme se ocupa de probleme de automatizare a măsurătorilor și calculelor parametrilor vaselor de suprafață. Ulterior, gama de domenii a fost extinsă: s-au adăugat cibernetică, CAD și robotică.
Astăzi, laboratorul lucrează la îmbunătățirea roboților industriali. Angajații abordează problemele legate de interacțiunea om-mașină — dezvoltând algoritmi de control sigur care controlează forța robotului și, de asemenea, lucrează la roboți colaborativi care pot îndeplini sarcini cot la cot cu oamenii.
Laboratorul dezvoltă, de asemenea, metode alternative pentru controlul de la distanță al grupurilor de roboți și creează algoritmi software care pot fi reconfigurați pentru a efectua noi sarcini online.
proiecte
O serie de sisteme robotizate din laborator au fost achiziționate de la companii mari și sunt destinate cercetării sau scopurilor industriale. Unele dintre echipamente au fost fabricate de angajați ca parte a activității de cercetare și dezvoltare.
Dintre acestea din urmă putem evidenția cu două grade de libertate. Instalația academică este concepută pentru a testa algoritmii de control pentru menținerea mingii în centrul terenului (puteți vedea sistemul în acțiune în ).
Complexul robotic constă dintr-o platformă dreptunghiulară cu un substrat de senzor rezistiv care determină coordonatele mingii. Arborele de antrenare sunt atașați de acesta folosind o articulație pivotantă. Aceste unități modifică unghiul platformei în funcție de semnalele de control primite de la computer prin USB și împiedică rularea mingii.
Complexul are servo-uri suplimentare care sunt responsabile pentru compensarea perturbațiilor. Pentru a opera aceste unități, personalul laboratorului a dezvoltat algoritmi speciali care „elimină” diferitele tipuri de interferențe, cum ar fi vibrațiile sau vântul.
În plus, parcul de roboți al laboratorului include o unitate de cercetare KUKA youBot, care este un manipulator robot cu cinci brațe montat pe o platformă mobilă cu roți omnidirecționale.
Algoritmii au fost testați pe robotul KUKA youBot . Ei folosesc un sistem de viziune bazat pe camere digitale și proceduri de procesare video. La baza acestui proiect se află cercetări în domeniul controlului adaptiv al sistemelor neliniare efectuate de personalul de laborator.
Algoritmii de control sunt utilizați pentru a compensa influențele externe care acționează asupra legăturilor robotului. Ca rezultat, mașina este capabilă să țină unealta de lucru într-un punct fix în spațiu și să o miște constant de-a lungul unui traseu dat.
Un exemplu de proiect implementat pe baza robotului KUKA youBot este . Împreună cu compania britanică TRA Robotics, am dezvoltat un algoritm care ne permite să evaluăm forța de interacțiune a unui instrument de lucru cu mediul înconjurător fără senzori de forță-cuplu scumpi. Acest lucru a permis robotului să efectueze operațiuni mai complexe fără ajutorul unor sisteme externe.
Un alt exemplu de configurație robotică într-un laborator este o celulă Celula de vedere robot FESTO. Acest complex este folosit pentru operațiuni tehnologice în producție, de exemplu sudare. Pentru a implementa un astfel de scenariu, este stabilită sarcina de planificare a mișcării: o unealtă de sudură simulată se mișcă în jurul conturului unei piese metalice.
În plus, celula este echipată cu un sistem tehnic de viziune și este capabilă să rezolve problemele de sortare a pieselor după culoare sau formă.
Proiectul, realizat pe baza FESTO Robot Vision Cell cu robotul industrial Mitsubishi RV-3SDB, rezolvă problemele de planificare a mișcării.
Ajută la simplificarea interacțiunii operatorului cu controlerul robotului atunci când programează traiectorii complexe. Ideea este de a programa automat mișcările unui instrument robot folosind contururile reprezentate pe un desen raster. Este suficient să încărcați un fișier în sistem, iar algoritmul va aranja în mod independent punctele de referință necesare și va compune codul programului.
În practică, soluția rezultată poate fi folosită pentru gravare sau desen.
O avem pe canalul nostru , în care „artistul nostru robot” a descris un portret al lui A. S. Pușkin. Tehnologia poate fi folosită și pentru sudarea pieselor de forme complexe. În esență, acesta este un complex robotic care rezolvă probleme industriale în condiții de laborator.
Laboratorul dispune și de o prindere cu trei degete echipată cu senzori de presiune amplasați pe suprafața interioară a degetelor.
Un astfel de dispozitiv permite manipularea obiectelor fragile atunci când este important să controlați cu precizie forța de prindere pentru a evita deteriorarea.
Laboratorul are model robotic al unui vas de suprafață, care este destinat testării sistemelor de poziționare dinamică.
Modelul este echipat cu mai multe actuatoare, precum și cu hardware de comunicație radio pentru transmiterea semnalelor de control.
În laborator există o piscină unde se testează performanța algoritmilor de control cu compensarea deplasărilor longitudinale şi transversale.
În prezent, sunt în curs de desfășurare planuri de organizare a unui bazin mare pentru a efectua teste la scară largă cu scenarii complicate.
Lucrul cu parteneri și planuri
Unul dintre partenerii noștri este compania britanică TRA Robotics. Impreuna noi privind îmbunătățirea algoritmilor de control pentru roboții industriali pentru o întreprindere de producție digitală. La o astfel de întreprindere, întregul ciclu de producție: de la dezvoltarea până la fabricarea produselor industriale, va fi realizat de roboți și sisteme AI.
Alți parteneri includ concernul Elektropribor, cu care noi sisteme mecatronice și robotizate. Studenții noștri ajută angajații concernului în domeniul instrumentării, dezvoltării software și sarcinilor de producție.
Noi Deasemenea cu General Motors, robotică împreună cu InfoWatch. De asemenea, angajații laboratorului interacționează îndeaproape cu compania , care implementează proiecte de dezvoltare a sistemelor de poziționare dinamică a navelor de suprafață.
Funcționează la Universitatea ITMO , unde școlari se pregătesc pentru competiții de talie mondială. De exemplu, în 2017 echipa noastră Olimpiada Mondială de Roboți din Costa Rica, iar în vara anului 2018 studenții noștri două premii la Olimpiada All-Rusian pentru școlari.
Noi atrage mai mulți parteneri din industrie și educă generația mai tânără de oameni de știință ruși. Poate că vor dezvolta roboți care vor completa în mod organic lumea umană și vor îndeplini sarcini de rutină și mai periculoase în întreprinderi.
Tururi foto ale altor laboratoare ale Universității ITMO:
Sursa: www.habr.com