Шестиосевого робота-манипулятора, работающего по принципу человеческой руки, по собственным чертежам и оригинальной идее сделали и запрограммировали нынешние выпускники Карагандинского государственного индустриального университета (КГИУ, г. Темиртау). Главная особенность в том, что часть деталей была напечатана на собственном 3D-принтере.
На кафедре «Энергетика, автоматика и вычислительная техника» КГИУ недавно прошла защита комплексного дипломного проекта на тему «Разработка и исследование кинематической схемы шестиосевого робота-манипулятора с целью построения адаптивных роботизированных систем». Все работы велись по инициативе научных руководителей и, естественно, совместно с ними.
Группа электpoэнеpгетиков предварительно проанализировала существующие мехатронные комплексы и в итоге сделала выбор в пользу робота-манипулятора как наиболее востребованного оборудования на рынке робототехнических и мехатронных комплексов.
Манипуляционные роботы в настоящее время используются в различных областях промышленности для выполнения широкого спектра технологических задач. Манипулятор – это сложный электромеханический объект с множеством независимых либо взаимосвязанных звеньев. Для внедрения манипулятора в производственный процесс требуются специально разрабатываемые системы управления, которые обеспечивают взаимодействие между человеком-оператором и роботом, а также, естественно, выполнение процессов, необходимых для автоматизации технологической операции.
– Мысль о сборке такого манипулятора на кафедре «Энергетики, автоматики и вычислительной техники» возникла давно, ведь нынешние студенты отличаются от тех, которые были раньше – в школах они изучали робототехнику. Поэтому вузам нужно выходить на более высокий уровень преподавания, – говорит проректор по учебной работе Галина Сивякова. – Главная особенность проекта заключается в том, что часть деталей была напечатана на нашем собственном 3D-принтере, что значительно удешевило стоимость конечного продукта.
Готовый робот-манипулятор разместился в одной из аудиторий нового корпуса. Из-за наличия гибких звеньев, имеющих упругую податливость в суставах, он может применяться в самых различных сферах.
– К примеру, в машиностроении это может быть сортировка запчастей, в фармацевтике – дозирование лекарств. Всем известный пример робота-манипулятора – кран, похожий на паука, хватающего игрушки, – говорит доцент кафедры «Энергетика, автоматика и вычислительная техника» Артем Гурушкин. – У нашего робота-манипулятора шесть осей, то есть он может двигаться в разных направлениях, крутиться на 360 градусов, в отличие от человека. К тому же робот не устает: будет делать все, что необходимо, в течение заданного времени. Тут исключен человеческий фактор. Цель замены ручного труда механическим – освободить от этих манипуляций человека и повысить точность выполняемых работ.
При сборке робота были учтены вопросы электро- и пожаробезопасности, а также экологичности проекта, определены вредные факторы ионизирующего излучения, воздействие источников шума, ультразвука и вибрации на человека, меры защиты от их вредного влияния.
Студенты-дипломники, конечно же, представили и экономическое обоснование своей научно-исследовательской работы. По их расчетам, робот является экономически выгодным и конкурентоспособным проектом, так как аналогичная продукция компаний, производящих подобное учебное оборудование, может составлять от 3,5 млн тенге за единицу. Свой собственный робот обошелся в несколько раз дешевле. Его, как и 3D-принтер, с гордостью демонстрируют гостям и партнерам КГИУ, в числе которых депутаты Мажилиса Парламента РК и иностранные специалисты.
Сейчас идет отладка манипулятора, которой на лабораторных занятиях занимаются третьекурсники группы «Автоматизация и управление». Нужно проверить работу при разных скоростях, а также сочетание нескольких режимов, например, вращения и одновременного подъема, то есть совместную работу всех приводов. Пока у робота только один вид захвата, но на «руку» в дальнейшем можно крепить различные съемные механизмы, за счет чего он будет выполнять разные операции.
На кафедре «Энергетика, автоматика и вычислительная техника» в учебные месяцы работает кружок «Электрон», в котором могут заниматься ребята из трех подшефных школ кафедры и технико-экономического колледжа при КГИУ. Уже в сентябре их ждет встреча и с новым роботом-манипулятором, и 3D-принтером.Решается вопрос об участии в таких занятиях представителей и других школ Темиртау.
Выпуск роботов-манипуляторов в КГИУ не планируют ставить на поток, но что касается выполнения единичных заказов в качестве учебных пособий для учреждений образования города, области и республики – это вполне вероятно.
Светлана Егорова
журнал «Горно-металлургическая промышленность» №7_2018
