Роботы-манипуляторы — это промышленные установки, которые выполняют функции человеческой руки. Их активно используют на различных серийных производствах, в частности в металлообработке, автомобилестроении, фармацевтике и многих других. В зависимости от программы, манипуляторы способны выполнять широкий спектр задач, тем самым улучшая условия труда и снижая расходы предприятий. При этом со все большим внедрением подобных установок в промышленность возникает спрос на высококвалифицированные кадры с навыками робототехники. Ученые Пермского Политеха запатентовали инновационный учебный робот-манипулятор для обучения молодых специалистов основам программирования и управления промышленными роботизированными установками.
Учебный робот-манипулятор от Пермского Политеха обучит молодых специалистов навыкам взаимодействия с промышленными робототехническими комплексами / © usertrmk, freepik
Разработка позволит подготовить для российских предприятий кадры с необходимым набором компетенций. На полезную модель уже получен патент. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Робот-манипулятор может быть как отдельным приспособлением, так и главным составляющим сложного роботизированного комплекса. Он работает с высокой точностью в любых условиях. Часто такие установки используют для автоматизации сварки, фрезеровки, окраски, резки, шлифовки, процессов, связанных с опасными химическими компонентами, и других производственных мероприятий.
– Рынок учебных роботов-манипуляторов является одним из наиболее динамично развивающихся сегментов образовательной робототехники. Его рост обусловлен несколькими ключевыми факторами: глобальным трендом на автоматизацию и цифровизацию, увеличением спроса на STEM-образование (Science, Technology, Engineering, Mathematics), а также необходимостью подготовки квалифицированных кадров для высокотехнологичных отраслей промышленности, – рассказывает Никита Назаров, руководитель проекта, студент электротехнического факультета ПНИПУ.
Ученые Пермского Политеха разработали уникальный учебный манипулятор, который обеспечит адаптивный образовательный процесс по изучению и тренировке управления промышленными роботами.
Разработка содержит кинематически связанные между собой модули – основание, плечо, локоть, предплечье и кисть. Манипулятор снабжен двумя моторами-редукторами и четырьмя ременными передачами. Это обеспечивает стабильность и высокий крутящий момент в процессе работы, а также быструю заменяемость модулей.
Учебный робототехнический комплекс – это универсальный инструмент для обучения и отработки навыков в робототехнике, программировании, автоматизации. Он позволяет изучать теорию и применять знания на практике, что дает возможность учащимся познакомиться со всеми особенностями работы с промышленными манипуляторами. Установка способна моделировать различные сценарии и задачи, которые могут встретиться на производстве. Например, написание программ и алгоритмов управления, сборку различных конструкций и простых механизмов, имитацию производственных процессов (сварки, шлифовки, резки) и многое другое.
– Данный проект имеет значительные перспективы в условиях растущего спроса на STEM-образование и автоматизацию. Его успех будет зависеть от способности сочетать доступную стоимость, модульность и интеграцию с современными технологиями (такими как IoT, AI и программируемые платформы). Если комплекс сможет предложить уникальные функции, например, простоту использования, поддержку различных уровней сложности или возможность удаленного обучения, он займет нишу на рынке образовательной робототехники, особенно в развивающихся странах, где спрос на такие решения растет, но пока не удовлетворен.
Ключевыми факторами успешной реализации станут партнерства с образовательными учреждениями, государственная поддержка и активное продвижение в профессиональном сообществе, – объясняет Луиза Коногорова, научный руководитель проекта, директор бизнес-инкубатора ПНИПУ «Динамика роста».
В будущем планируется серийное производство учебного робота-манипулятора, уже есть потенциальные покупатели в виде центров дополнительного образования и физических лиц.
Внедрение разработки ученых Пермского Политеха в заведения высшего и среднего профессионального образования улучшит понимание основ робототехники, повысит уровень компетенции в области программирования и управления роботами, а также подготовит студентов к будущей работе в промышленности.
