Современное образование стремительно внедряет инновационные технологии, и одним из самых перспективных направлений становится использование коллаборативных роботов.
Эти умные устройства способны не только автоматизировать определенные процессы, но и эффективно сотрудничать с людьми, открывая новые горизонты для обучения. Давайте ближе познакомимся с этой темой.
Темп внедрения коллаборативных роботов растёт в геометрической прогрессии по всему миру, в том числе и в России. Будущих специалистов нужно учить на самой современной технике - это будет их базой, на которой они создадут еще более совершенные и прорывные решения.
Что такое коллаборативные роботы?
Коллаборативные роботы, или сокращенно коботы, - это автоматические устройства, способные работать бок о бок с людьми, безопасно и эффективно выполняя различные задачи. Они оснащены датчиками безопасности, которые позволяют им реагировать на движения человека и избегать столкновений.
Понятие коллаборативного робота определяется технической спецификацией ISO/TS 15066:2016, на основе которой выпущен гармонизированный стандарт ГОСТ Р 60.1.2.3-2021 и американский ANSI/RIA TR R15.606:2016.
Виды коллаборативных роботов:
1. Робот-манипуляторы: эти коботы, предназначены для выполнения различных манипуляций, таких как сборка деталей, монтаж и другие операции, требующие точности и координации.
2. Мобильные роботы: такие устройства обладают возможностью передвижения по пространству и могут использоваться для доставки материалов, мониторинга или других задач.
3. Образовательные роботы: специально разработанные для образовательных целей, эти коботы помогают студентам понимать основы программирования, электроники и других областей.
Принцип работы коллаборативных роботов
Коллаборативные роботы обладают разнообразными функциональными возможностями, включая техническое зрение, адаптивные захваты и интуитивный интерфейс управления. Эти устройства могут использоваться для широкого спектра операций, от монтажа до программирования.
Технические характеристики коллаборативных роботов:
1. Техническое зрение: некоторые коботы оснащены камерами и датчиками, что позволяет им видеть окружающую среду и взаимодействовать с ней.
2. Адаптивные захваты: Роботы могут быть оснащены специальными захватами, способными адаптироваться к различным формам и размерам объектов.
3. Интуитивный интерфейс управления: Для удобства пользователей коботы обычно имеют простой и понятный интерфейс для программирования и управления ими.
Дополнительную функциональность и конструкцию коботов определят техническая спецификация ISO/TS 15066:2016 и стандарт ГОСТ Р 60.1.2.3-2021:
Дизайн коботов: обычно это "трубчатая" конструкция или обтекаемые формы соединительных звеньев и шарниров, отсутствие острых углов, ребристых поверхностей, скруглённые углы.
Контроль и управление моментом на уровне программного ядра кобота в двигателях всех шарниров в зависимости от полезной нагрузки, скорости и ускорения, чтобы предотвратить возможные последствия от столкновения с человеком и перегрузку кобота.
Могут быть оснащены встроенным или внешним силомоментным датчиком на инструментальном фланце кобота, чтобы обеспечить безопасность при столкновениях захвата робота и операции с контролем усилия.
Встроенные в каждый шарнир тормозные системы для обеспечения удержания кобота при рабочей нагрузке в выключенном состояния, быстрого аварийного торможения. Но при этом тормозная система настроена таким образом, чтобы человек, при необходимости, мог изменить положение рабочих органов кобота при выключенном питании.
Простое программирование и наладка кобота за счёт специального комфортного и максимально удобного интерфейсного программного обеспечения.
Ключевые характеристики:
Нагрузка
Это количество килограмм, с которым может взаимодействовать робот. Реальная нагрузка, которую может нести робот — это номинальная полезная нагрузка за вычетом веса конечного эффектора робота.
Легкость программирования
Эту спецификацию сложно определить количественно, так как нужно учитывать, что для одних некоторые интерфейсы и методы проще, а для других сложнее, поэтому эта спецификация несколько субъективна.
Область действия
Область действия робота — это измерение расстояния, которое может быть достигнуто его запястьем и начинается от основания робота. В качестве базы отсчета считается наибольшее расстояние, которое может достичь робот.
Преимущества коботов перед промышленными роботами:
Основным преимуществом кобота является его безопасность для человека. Если в рабочую зону кобота попадает человек, то датчики технического зрения передают предупреждающий сигнал в систему управления, и скорость движения руки робота замедляется, вплоть до полной остановки.
Также, коботом можно управлять вручную – с пульта, а программирование его на порядок проще, чем у промышленных роботов.
Помимо этого, коллаборативные роботы :
Оснащены встроенной интеллектуальной системой технического зрения для распознавания образов, определения положения объекта и идентификации штрих-кодов;
Легко интегрируются с мобильными роботами LD и контроллерами;
Не требуют написания кода – легко перепрограммируются с помощью визуальной среды на основе блок-схем – что позволяет оперативный ввод в эксплуатацию и переналадку робота для эффективного выпуска мелкосерийной продукции.
К безусловным преимуществам коботов относятся их относительно низкая стоимость и компактность.
Примеры внедрения коботов в российское образование
Примером успешного внедрения коллаборативных роботов в российское образование может служить опыт центра цифрового образования детей «ИТ-Куб. Норильск». Здесь робот-манипулятор стал неотъемлемой частью учебного процесса, позволяя учащимся приобретать практические навыки в области электроники и программирования.
Компактная настольная роборука обладает техническим зрением, универсальным адаптивным и вакуумным захватами, что позволяет работать с предметами различной формы.
Кобот может использоваться для монтажа мелких деталей, склеивания, полировки, пайки, окраски и других производственных операциях. Он имеет интуитивный интерфейс. Его продуманная архитектура и дизайн позволяют даже начинающим разработчикам научиться управлять им без особых усилий.
Наставники и учащиеся пока тестируют кобота. В последствии перечень реализуемых образовательных программ планируется расширить по направлениям электроники и программирования роботов. А уже существующие программы будут дополнены практическими занятиями с использованием робота-манипулятора.
Коллаборативные роботы проще в управлении, более того, их можно настраивать в ручном режиме, просто передвигая в ручном режиме по точкам. Таким образом, эксперименты с роботом становятся доступными не только студентам профильных STEM специальностей. Их также можно внедрять в лабораториях медицинских вузов для тестирования взаимодействия робота и медоборудования.
Конфигурация оборудования позволяет и новичкам и опытным студентам приобретать знания и реализовать свои идеи и проекты. Для этого программа обучения выстроена от простого к сложному, но главное направлена на приобретение навыков решения конкретных практических задач.
Внедрение коллаборативных роботов в образовательный процесс России открывает новые возможности для студентов и преподавателей. Эти инновационные устройства не только помогают автоматизировать процессы, но и способствуют развитию навыков будущего. Будущее образования уже здесь, и оно приходит вместе с роботами-помощниками!
Промышленная роботизированная ячейка для школ, колледжей, университетов
Компания "ВидноВсем" занимается комплексным оснащением учебных заведений высокотехнологичным современным учебным оборудованием, в том числе и современными решениями в области обучающей робототехники. На базе коллабортивного робота мы разработали настоящую промышленную роботизированную ячейку, предназначенную в первую очередь для обучения основам настоящей промышленной роботехники учеников средних и старших классов.
Учебная промышленная роботизированная ячейка состоит из -
- коллаборативный робот с радиусом действия до 950 мм с 6 степенями свободы;
- Установочный напольный стенд для робота и аксессуаров, позволяющий при необходимости перевозить установку из класса в класс;
- Станция управления роботом с комплектом специализированного программного обеспечения для управления роботом и разработки конструкторских решений;
- Комплект сменных автоматически заменяемых инструментов и захватов: механический двух- и трехпалый захват, пневматическая присоска, шпиндель для фрезерной обработки, эмулятор сварочной горелки:
- Система технического зрения для корректировки работы прибором с режиме реального времени;
- Набор технических заготовок и расходного материала для реализации программных практик;
- Комплект методического и дидактического материала для проведения сквозного курса лабораторных и практических работ.
Коллаборативный робот будет прекрасным дополнением к общему списку оснащения учебного заведения по приказу 804 от 06 сентября 2022 г., а именно для пунктов:
2.24.16. Базовый робототехнический набор для творческого проектирования и соревновательной деятельности
2.24.20. Комплект учебно-методических материалов
2.24.21. Базовый робототехнический набор для конструирования, изучения электроники и микропроцессоров и информационных систем и устройств
2.24.22.Образовательный набор по электронике, электромеханике и микропроцессорной технике
2.24.23.Программируемый контроллер к базовому робототехническому набору для конструирования, изучения электроники и микропроцессоров и информационных систем и устройств
2.24.24.Программируемый контроллер для изучения встраиваемых кибернетических систем к базовому робототехническому набору для конструирования, изучения электроники и микропроцессоров и информационных систем и устройств
2.24.25.Программное обеспечение
2.24.26. Комплект учебно-методических материалов
2.24.27. Комплексная лаборатория по изучению аналоговой и цифровой электроники, микропроцессоров, программирования электронных устройств, с комплектом учебно-методических материалов
2.24.28. Базовый робототехнический набор для изучения систем управления робототехническими комплексами и андроидными роботами
2.24.29. Ресурсный робототехнический набор для изучения систем управления робототехническими комплексами и андроидными роботами
2.24.30. Образовательный набор для изучения многокомпонентных робототехнических систем и манипуляционных роботов
2.24.33. Комплект учебно-методических материаловОбразовательный модуль для углубленного изучения робототехники и подготовки к соревнованиям
2.24.34. Расширенный робототехнический набор для углубленного изучения робототехники и подготовки к соревнованиям
2.24.36. Программное обеспечение
2.24.37.Комплект учебно-методических материалов
2.24.38. Базовый набор учебного манипулятора
2.24.39. Расширенный робототехнический набор для изучения основ манипуляторной робототехники
2.24.41.Комплект линейных перемещений
2.24.42.Конвейерная лента
2.24.43.Комплект технического зрения
2.24.44.Комплект учебно-методических материалов
2.24.45.Комплект для изучения операционных систем реального времени и систем управления автономных мобильных роботов
2.24.46.Образовательный набор для изучения технологий машинного зрения, построения и настройки нейросетей и проектирования беспилотников
2.24.47.Учебно-лабораторный комплект автоматизированной производственной линии
2.24.48.Автономный робот-манипулятор с колесами всенаправленного движения
2.24.49.Комплект для изучения операционных систем реального времени и систем управления автономных мобильных роботов
Компания «ВидноВсем» специализируется на комплексном оснащении учебных пространств. Роботизированная промышленная ячейка входит в наш ассортимент современных образовательных решений. Мы готовы консультировать по вопросам оснащения образовательных учреждений учебным оборудованием с учетом всех требований и стандартов.
Предоставим полный цикл услуг: от разработки концепции современного школьного пространства до поставки и установки оборудования любой сложности по всей России.
Наши специалисты помогут сделать ваш проект успешным: свяжитесь с нами, чтобы обсудить детали!
Пишите на адрес sales@видновсем.рф, звоните на 8-800-775-23-06 или +7 (343) 206-11-99, заходите на наш сайт видновсем.рф. Проконсультируем, поможем с выбором, предложим решение!
