АксолитСофт

Разработка модульной роботизированной платформы для автоматизации операций на ленточных конвейерах Проект посвящён разработке модульной роботизированной платформы для автоматизации операций захвата, сортировки и отбраковки объектов на ленточных конвейерах. В основе проекта лежит идея использования единой механической платформы, которая может адаптироваться к различным производственным задачам без изменения базовой конструкции. Для перехода к новой области применения достаточно заменить рабочий инструмент (захват) и изменить алгоритмы управления. В рамках проекта разработаны кинематическая схема платформы, конструкция портального манипулятора, двухпальцевый захват, система управления на базе ESP32 и демонстрационный макет с конвейером. Для проверки работоспособности платформы реализован упрощённый алгоритм машинного зрения, позволяющий обнаруживать объекты и выполнять их автоматический захват. Разработанный макет подтверждает возможность применения модульного подхода к автоматизации однотипных операций на ленточных конвейерах и демонстрирует потенциал дальнейшего развития платформы для использования в различных отраслях промышленности.

Михайл Котовский Руководитель

Выпускник кафедры “станки и инструменты” университета УрФУ

Георгий Киреев Наставник

Студент кафедры “ВШЭКН” университета ЮУрГУ

Проблема

Несмотря на схожесть технологических операций на конвейерах различных отраслей промышленности, предприятия зачастую используют разные специализированные роботизированные решения. Это увеличивает стоимость разработки, внедрения и модернизации оборудования.

ОТ 5 ДО 30 МЛН

Составляет стоимость промышленного роботизированного комплекса для работы с конвейерами в зависимости от конфигурации.

НА 20-50%

Увеличивается стоиомсть проекта из-за интеграций и пусконаладочных работ.

ДО 80%

Стоимости приходится приходится на механическую часть, проектирование и интеграцию. Поэтому повторное использование базовой платформы способно существенно снизить стоимость адаптации.

В данном видео показан процесс инженерного расчета конструкции с построением эпюр. Красная платформа выполняет роль неподвижного основания и жестко закреплена. Зеленая платформа является подвижной частью механизма и служит для крепления захвата манипулятора. Проведенный анализ позволяет определить распределение нагрузок, оценить жесткость конструкции и убедиться в ее надежности до изготовления опытного образца.

Целевая аудитория

горнодобывающие предприятия, деревообрабатывающие производства, предприятия по переработке строительных отходов, металлургические предприятия, производственные линии с операциями сортировки и отбраковки, инжиниринговые компании и разработчики автоматизированных производственных линий.

Инновационность - это разработка модульной роботизированной платформы, основанной на использовании единой механической архитектуры для выполнения различных производственных задач. Адаптация системы осуществляется заменой рабочего инструмента и настройкой программного обеспечения без изменения базовой конструкции, что позволяет сократить объём проектных работ и расширить область применения платформы.

Цель - разработать демонстрационную модульную роботизированную платформу, подтверждающую возможность автоматизации операций захвата, сортировки и отбраковки объектов на ленточных конвейерах с возможностью дальнейшей адаптации под различные отрасли промышленности.

Ожидаемый эффект - создание работоспособного демонстрационного макета, подтверждающего эффективность модульного подхода к автоматизации конвейерных операций, а также демонстрация возможности адаптации единой механической платформы под различные производственные задачи за счёт смены рабочего инструмента и настройки системы управления.

Календарный план

АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ

Изучаем задачу, условия эксплуатации будущего изделия. Определяем оптимальный путь реализации с 1 по 2 июля.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Разрабатываем конструкцию устройства, подбираем компоненты и создаем инженерную документацию с 1 по 7 июля.

3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ

Создаем точную трехмерную модель изделия для проверки конструкции, сборки и подготовки к производству с 3 по 15 июля.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ

Производим необходимые детали с использованием современных технологий обработки и обеспечиваем контроль качества на каждом этапе с 8 по 20 июля.

СБОРКА

Выполняем механическую и электрическую сборку изделия, интегрируем все узлы в единую систему с 16 по 22 июля.

РАЗРАБОТКА ПО

Создаем ПО, алгоритмы управления, системы машинного зрения и автоматизации для выполнения поставленных задач с 3 по 22 июля.

ИСПЫТАНИЯ

Проверяем работоспособность, точность и надежность оборудования в условиях, максимально приближенных к реальной эксплуатации с 21 по 23 июля.

ДОРАБОТКА MVP

Передаем минимально жизнеспособный продукт, проводим настройку, доработку и подготовку к выставке 23 июля.

Преимущества нашего решения

Мы работали очень усердно, чтобы добиться того, что имеем сегодня. Использование единой модульной роботизированной платформы, адаптация которой под новые производственные задачи выполняется заменой захвата и изменением алгоритмов управления без изменения базовой конструкции.

Оптимизация под тяжелые нестандартные объекты

Наша платформа спроектирована для работы с тяжёлыми объектами сложной формы (до 50 кг в промышленном исполнении): досками, брусом, арматурой, кабелем, строительным мусором и другими предметами.
Масштабируеммая модульная архитектура

Кинематика платформы позволяет адаптировать систему под различные производства без изменения принципа работы. В зависимости от задачи изменяются:
• тип захвата;
• алгоритмы машинного зрения;
• программное обеспечение.
Базовая механическая архитектура остаётся неизменной, что упрощает разработку новых решений и масштабирование под конвейеры различной ширины и производительности.
Специализированная кинематика для работы над конвейером

В отличие от универсальных шестиосевых роботов, наша конструкция разработана специально для операций над ленточными конвейерами. Она обеспечивает:
• высокую жёсткость;
• размещение двигателей вне загрязнённой рабочей зоны;
• независимое вращение захвата;
• возможность работы в тяжёлых условиях (пыль, грязь, строительные и горнодобывающие предприятия).