На Южном Урале роботов научили обрабатывать фюзеляжи самолетов

Сотрудники Южно-Уральского госуниверситета (ЮУрГУ) придумали способ, который позволяет промышленным роботам точнее выполнять механическую обработку крупноразмерных заготовок, например корпусов самолетов. Решение нашли простое - дополнили манипулятор еще одной опорой, которая не позволяет механической "руке" из-за вибрации "гулять" по поверхности детали.

Что побудило ученых заняться поиском? Дело в том, что типовые роботы имеют значительно меньшую жесткость, чем аналогичные по размерам, но более дорогостоящие традиционные металлорежущие станки. В результате у манипуляторов страдает точность, поэтому их почти не применяют для работы, требующей ювелирного исполнения. Этот их недостаток предложила устранить аспирант кафедры "Технология автоматизированного машиностроения" Екатерина Щурова, изучив существовавший опыт. До нее проблему решали по-разному: с помощью адаптивного управления движениями механизма, учитывая и контролируя их деформации, а также прибегая к помощи специальных мини-станков, которые манипуляторы переносили к месту обработки. Однако эти технологии так и не получили широкого распространения.

А вот метод, придуманный в ЮУрГУ, оказался более эффективным. Решение лежало на поверхности, отмечает автор разработки, сравнивая примененный принцип с действием человеческой руки: любой, кто расписывается на бумаге, не держит кисть на весу, а опирается на запястье. Таким "запястьем" для манипулятора и служит дополнительная опора, разделяющая составляющие его звенья на две части: первая перемещает механическую "руку" к месту обработки, вторая производит точную операцию. Сама же опора электромагнитом крепится на стальной заготовке или дополнительной плите с сеткой отверстий, что позволяет резать заготовки из алюминиевых сплавов и композитов.

Екатерина Щурова и ее руководитель, доктор технических наук Петр Мазеин, получили патент на такого промышленного робота, аспирант также запатентовала свое опорное устройство, благодаря которому отпала необходимость под разные задачи модифицировать управляющие программы, направленные на минимизацию последствий вибрации.

Новые роботы, констатируют исследователи, имеют больше узлов, чем типовые, однако такие манипуляторы уже прижились в промышленности: их, к примеру, используют для внутренней покраски кузовов автомобилей. С другой стороны, как ожидают ученые, внедрение университетской разработки позволит расширить сферу деятельности роботов (на Южном Урале одно из предприятий уже начало производить манипуляторы, но пока в традиционном варианте - для загрузки деталей на станки, сварки и покраски). Универсальность повысит их конкурентоспособность на рынке.

Автор разработки сравнивает примененный принцип с действием человеческой руки: любой, кто расписывается на бумаге, не держит кисть на весу, а опирается на запястье

В вузе не исключают, что запатентованный манипулятор с опорой может найти применение и при создании новой космической ракеты - реализации одного из основных проектов Уральского межрегионального научно-образовательного центра, объединившего ведущие вузы нескольких уральских регионов, в котором активно участвует и ЮУрГУ.