Разработка программно-аппаратного комплекса с силомоментной обратной связью для автономного роботизированного участка сборки

Данный НИОКР нацелен на разработку нового отечественного программно-аппаратного комплекса для автономного роботизированного участка сборки. Отличительной конструктивной особенностью данного комплекса является использование двойных энкодеров в каждом суставе робота. Помимо этого, будет использоваться модель жёсткости, которая совместно с информацией о деформациях в суставах позволяет программно реализовать "силомоментное очувствление" и компенсировать деформации, вызванные податливостью всех компонентов робота. Это позволит использовать робот для задач где точность позиционирования и "силомоментное очувствление" являются критичными. В частности, данный робот будет успешно применяться в сборке твёрдых и хрупких изделий и может работать рядом или совместно с человеком. Данная робототехническая платформа будет превосходить зарубежные аналоги по технических характеристикам, при этом оставаясь доступной для конечных потребителей на российском рынке.Упрощённо и подробнее:Робот приводится в движение с помощью серводвигателей, крутящий момент которых передаётся на исполнительное звено посредством редукторов.На валу серводвигателя есть встроенный внутренний энкодер, который сообщает контроллеру робота положение вала. Теоретически, зная положение вала, контроллер "понимает" положение самого робота. Но теория от практики порой сильно отличается.У редукторов есть люфт. У новых он «заводской» и обусловлен особенностями производства. Со временем при изнашивании элементов редуктора люфты увеличиваются. Теоретически в программное обеспечение можно внести корректировку «заводского» люфта. Но точность этой корректировки будет относительной, так как разные редукторы могут отличаться показателями люфта в определённых границах.Ещё на погрешности позиционирования влияют деформации корпуса робота и редукторов под нагрузкой.И как раз для решения проблем с точностью позиционирования и монтируется второй энкодер на исполнительных звеньях робота. Теперь уже алгоритм понимания положения робота выглядит иначе:1. Контроллер даёт команду провернуться валу серводвигателя N-ое количество раз.2. После заданного количества проворотов вала, без учёта люфтов и деформаций, робот в идеале должен находится в некоей расчётной точке. Но из-за люфтов редуктора и деформаций корпуса, редукторов под нагрузкой, реальное положение отличается от расчётного.3. При движении исполнительных звеньев робота, контроллер получает ещё данные и от внешних энкодеров. Эти данные дают реальное положение робота в пространстве.4. Информация с внешнего и внутреннего энкодеров позволяет нам определить деформации редуктора. Зная его коэффициент жёсткости, мы можем определить момент, возникающий в суставе робота. Дальше, объединяя информацию по всем двигателям, мы сможем получить величину силы приложенной к исполнительному органу робота. Эта информация позволит нам оценить деформации не только в редукторах, но и в корпусе робота и компенсировать её программно (получить поправочные коэффициенты).5. Контроллер сравнивает полученные данные от внутренних и внешних энкодеров, анализирует люфты и деформации. В результате анализа он выходит на некие поправочные коэффициенты, которые будут автоматически учитываться при последующем движении робота. Анализ и корректировка происходят постоянно во время работы робота, что в результате сильно повышает его точность позиционирования.В перспективе, планируем интегрировать модуль самообучения в программное обеспечение робота, позволяющий самостоятельно роботу модифицировать свою управляющую программу для использования в последующих операциях.После завершения данного НИОКР и получения результатов приступим к следующему этапу – к разработке и изготовлению опытного образца 6-ти осевого антропоморфного робота-манипулятора, далее к разработке и изготовлению промышленного образца и затем организации серийного производства роботов.