На 10 тысяч рабочих мест в России приходится лишь 10 роботизированных систем. Это в 100 раз ниже, чем в других странах. При этом роботизация способна повысить производительность и минимизировать простои оборудования. Сейчас работу по транспортировке деталей и оснасток проводят операторы станков. Студенты ПНИПУ разработали автоматизированную тележку «Чебуратор» для выполнения промышленных логистических задач. Изобретение позволит снять с персонала необходимость самостоятельно перемещать детали, узлы и инструмент, благодаря чему будут оптимизированы процессы перемещения грузов, а время простоя станков — значительно снижено.
Исследование получило первое место в номинации «Текущая разработка» в конкурсе инновационных проектов «Изобретатели Пермского края». Работа проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Пока станок простаивает, производство терпит убытки. В среднем рабочий тратит на доставку заготовок 15 минут. Участок функционирует в три смены, поэтому в сутки на доставку тратится 45 минут. При этом час простоя токарного станка ЧПУ с тремя осями приблизительно равен 15-20 тысячам рублей. Оборонная промышленность работает 365 дней в году, следовательно, это почти 5,5 миллионов рублей потерянного годового дохода.
Сейчас грузы перемещают вручную или с помощью аналоговых приспособлений, которые уступают разработке политехников по многим характеристикам. Обычно они дороже, не могут двигаться по неровному полу и беспроводным сетям – только по цветным и магнитным линиям.
Разработка студентов ПНИПУ обладает интуитивно понятным интерфейсом для взаимодействия и гарантирует безопасность данных. Перемещение тележек отслеживается на сервере, который может быть расположен на самом предприятии, так что утечка данных почти невозможна. Такая система способна работать среди людей: скорость тележек достигает пяти километров в час, что дает им возможность двигаться в одном помещении с людьми. Благодаря системе датчиков, включающей в себя лидары и ультразвуковые датчики, «Чебураторы» смогут не только останавливаться, чтобы пропустить проходящих мимо людей, но и смогут объезжать статичные препятствия. Рама тележки оснащена передней мостовой колесной схемой, что позволяет преодолевать препятствия до 15 сантиметров в высоту и неровности поверхности до семи градусов.
Конструкция тележки представляет собой платформу, которая двигается с помощью колесных модулей. Она может разворачиваться на месте, изменять направление движения без изменения ориентации корпуса или вместе с ним при необходимости. По расчетам разработчиков «Чебуратор» способен поднимать грузы массой до трех тонн. Система спроектирована на большой объем нагрузок и скоростей. Тележку при необходимости можно дооснастить гидравлическим навесным оборудованием для захвата, стыковки или подъема груза.
«Преимущества «Чебуратора» заключаются в том, что его ПО подстраивается под требования заказчика. Например, движение каждого отдельного робота контролируется с помощью GPS-системы, но если на предприятии недопустим такой способ управления, то ПО можно переписать с упором на перемещение по цветным, магнитным линиям или QR-кодам и RFID-меткам (технология идентификации, которая работает с помощью радиосигнала). Благодаря машинному зрению и сигналу от меток, тележка самостоятельно ориентируется в цеховом пространстве. Кроме того, она может быть оснащена собственным ПО отдельно от сервера. Это позволит строить для нее собственные маршруты и по необходимости переключаться между ними во время работы», – говорит руководитель проекта, студент аэрокосмического факультета ПНИПУ Иван Макаров.
Разработка студентов ПНИПУ поможет автоматизировать логиcтические процессы на предприятиях, что позволит сократить время простоя и качественно ускорит работу. Запуск отечественного производства «Чебураторов» обеспечит независимость от ситуации в мире, а потребитель будет получать актуальные обновления и сможет иметь двустороннюю связь с производителем.
Заказчиками «Чебуратора» станут заводы из машиностроительной отрасли России. Продуктом уже заинтересовались предприятия УЗТМ, АвтоВАЗ, Протон-ПМ. Сейчас разработчики готовят документы на получение патента.