Типовые манипуляционные роботы имеют намного меньшую жесткость, чем аналогичные по размерам, но более дорогие металлорежущие станки. Из-за низкой жесткости роботов при работе возникают повышенные вибрации и, как результат, точность механообработки понижается.
Решением этой проблемы занялась аспирантка Южно-Уральского государственного университета Екатерина Щурова: предложила модернизировать существующие манипуляционные роботы, установив на их звенья дополнительную опору.
«Решение оказалось на поверхности. Любой человек, когда, например, расписывается на бумаге, не держит руку на весу, как художник, а опирается на запястье. В нашем решении „запястьем“ стала дополнительная опора. Теперь все звенья робота этой опорой разделены на две группы. Первая – из длинных звеньев, будет выполнять функцию переноса такой опоры и остальных звеньев к месту обработки. В этом месте опора электромагнитом крепится на стальной заготовке или дополнительной плите. Вторая – это звенья обработки, они будут опираться на новую опору и выполнять точное резание», – рассказала Екатерина Щурова.
Патент на манипуляционного промышленного робота (RU 2718025) получен Екатериной Щуровой и ее научным руководителем, доктором технических наук Петром Мазеиным, также аспирант получила патент на опорное устройство для такого робота (RU 2756901).
Благодаря предложенному решению для обеспечения точной обработки теперь не нужно проектировать и изготавливать специальные переносные мини-станки для роботов или пытаться адаптивно «на лету» модифицировать управляющие программы.
Модернизированный робот будет дешевле крупногабаритных станков, но сможет дотянуться до любого участка заготовки и выполнить его точную обработку. Появится возможность точно просверлить или профрезеровать крупногабаритные заготовки, например, изготовить детали фюзеляжей самолетов.
Кроме того, запатентованный манипуляционный робот с опорой может использоваться в одном из основных проектов Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня – в изготовлении новой космической ракеты.