Як на кафедрі МАЕЕС створюють роботів

АвторMAEES

Студенти і викладачі Хмельницького національного університету працюють над створенням і вдосконаленням справжніх роботів і робототехнічних систем, які можна використовувати на виробництві. У лабораторіях це невеликі маніпулятори, але в реальності вони мають гігантські розміри та здатні замінити ледь не сотні робітників, приміром, на шкідливих підприємствах.

Робототехніки студентів почали навчати лише декілька років тому, тож лабораторія ще на етапі формування. Втім, уже сьогодні тут мають чим похвалитися і на чому вчитися. До того ж, ХНУ став одним із небагатьох українських вишів, де компанія Siemens обладнала навчально-науковий центр із імпровізованою виробничою лінією, де всі процеси відбуваються автоматично, хоч і керують ними люди.

Робот-маніпулятор у лабораторії працює з кубиками

“Сьогодні це один із найбільш затребуваних напрямків у суспільстві — автоматизуються виробництва, з’являються робототехнічні системи, тому ринок потребує фахівців зі знанням робототехніки, мехатроніки, автоматизації. Зараз наша кафедра в розрізі спеціальності «Галузеве машинобудування» відкрила освітню програму «Робототехнічні та мехатронні системи галузі» і проводить підготовку студентів”, — розповідає Олег Поліщук, завідувач кафедри машин і апаратів, електромеханічних та енергетичних систем ХНУ.

Читайте також: Сонячні дахи ХНУ. Як університет економить на «комуналці» і готує фахівців із відновлювальної енергетики

Надрукували робота на 3D-принтері

Андрій Поліщук, аспірант кафедри, показує спільну розробку викладачів і студентів — робота-маніпулятора. Його надрукували на 3D-принтері. Такий механізм дозволяє імітувати технологічні системи на виробництві — наприклад, переміщення певного об’єкта з одного конвеєра на інший. Тільки замість важких справжніх товарів використовують кольорові кубики. Втім, це не заважає студентам ретельно відслідковувати, як працює робот і керувати ним.

“Цей робот має зворотній зв’язок, який дозволяє програмі бачити його координати. Наприклад, ми можемо рухати роботом і бачити на моніторі його положення. Також є камера, яка дозволяє розпізнавати об’єкти. У нашому випадку — це кубики червоного і синього кольорів”, — пояснює Андрій Поліщук.

Андрій Поліщук розповідає, як подібні механізми спрощують роботу підприємств

Це зменшена версія — на виробництві цей робот може бути в десятки разів більший і дозволяє піднімати різні об’єкти, набагато важчі. Приміром, на автомобільному виробництві може використовуватись для переміщення двигунів чи кузова. Залежно від об’єктів, захват робота може бути різним, наприклад — електромагнітний, якщо потрібно піднімати щось металеве, або вакуумний — якщо деталь має неправильну форму.

Цього робота зібрали студенти і викладачі

Усе — як на справжньому виробництві

У цьому ж навчальному центрі розташувалась імпровізована виробнича лінія, де наглядно розповідають студентам, як можуть відбуватися технологічні процеси на великих підприємствах.

“Ця лінія розділена на три автоматизованих робочих місця. На першому в нас відбувається зважування об’єкта. Залежно від того, яка вага, з ним виконуємо певні маніпуляції — або переставляємо на ленту-конвеєр і передаємо далі, або якщо вага недостатня, відставляємо об’єкт на запасний стіл. На другому столі також є маніпулятор, і є встановлена термотруба та відбувається процес нагрівання об’єкта до певної температури. Потім передаємо його на третій стіл, де вже відбувається сортування”, — пояснює завідувач навчально-наукової лабораторії доцент Павло Майдан.

Павло Майдан демонструє роботу імпровізованої виробничої лінії

У навчальних умовах на конвеєрі кубики, однак така технологічна лінія може бути встановлена на будь-якому підприємстві: як машинному, так і легкої чи харчової промисловості. Також у лабораторії є все необхідне програмне забезпечення,а студенти паралельно вивчають ще й потрібні для роботи мови програмування.

“Поясню, як це працює на прикладі харчової промисловості. Приміром, із пластиковими пляшками, в яких знаходиться рідина. На першому столі ми зважуємо об’єкт і відбираємо шість пляшок по 1,5 літра. Ми їх передаємо на другий стіл, де загортаємо в поліетилен, далі загнали в термотрубу — пластик всівся і ми отримали упаковку. Упаковкою легше маніпулювати, ніж шістьма окремими пляшками. Дані відбуваються маніпуляції з упаковками пляшок різної ємності”, — розповідає Павло Майдан.

Такий механізм може сягати розміру цілої будівлі

У реальних масштабах такий механізм міг би займати приміщення всього корпуса. Якщо тут 1,5-метровий конвеєр, то насправді він може бути і 30-метровим.

На першому етапі кубик зважують, а потім робот переміщує його на інший стіл

Вартість промислових роботів — від 15 тисяч євро

Сама лабораторія мехатроніки та робототехніки ХНУ нині тільки формується та наповнюється обладнанням. Такі роботи — недешеве задоволення, розповідає доцент Володимир Онофрійчук.

“На жаль, таке обладнання є недешевим, бо це — роботи. Вартість нормального стенда починається від 3-4 тисяч євро, закінчується — 20-25 тисяч євро. А ціна промислових роботів тільки стартує від 15-20 тисяч євро і йде вище. Зараз воєнний час, проблеми тільки збільшуються”, — говорить викладач.

Як він пояснює, через це студенти працюють над модернізацією більш старого обладнання — як-от зі зразком циклового автомата, який випускався серійно одним із хмельницьких підприємств. На лабораторних заняттях вчаться складати схеми, які імітують певні виробничі процеси. Переважно ці процеси пов’язані з транспортуванням на конвеєр чи переміщенням із нього.

Студенти модернізують і програмують більш старе обладнання

“У нас є модель промислового робота — ми замовили її в однієї з вітчизняних фірм. Студентам не дуже сподобалась система керування, і вони зараз самі працюють над програмним забезпеченням, бо хочуть зробити його зручнішим, — додає Володимир Онофрійчук. — Перевага такого робота в тому, що він працює 24/7, у нього немає лікарняних, немає відпусток, і в нього не болить голова зранку. Якщо вдатися до статистики, то у світі працює понад 10 мільйонів роботів на різних виробництвах, побуті, медицині, сервісі. На жаль, у нашій країні такої значної уваги цій сфері не приділялося і до війни. Навіть якщо порівняти з маленькою Молдовою, то там більше грошей вкладали у розвиток науки й освіти в напрямку роботизації, автоматизації, мехатроніки”.

А таких малюків змайстрували школярі, які відвідували гурток при кафедрі

За словами доцента, найбільша проблема з розвитком цієї програми в університеті — саме фінансування. Однак, уже наявних механізмів у лабораторії достатньо, щоби студенти здобули знання, які можуть використати у роботі на різних промислових підприємствах.

“Оскільки Україна є членом світової спільноти, ми йдемо в майбутнє. А майбутнє промисловості — в безлюдних технологіях. Коли всі складні, шкідливі, монотонні операції виконують автомати, роботи, маніпулятори, мехатронні пристрої, а не людина”, — резюмує Володимир Онофрійчук.