Роботы идут в университеты

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева внедряет коллаборативных роботов в производственных и образовательных целях. В декабре вуз установил и начал процесс отладки двух робототехнических комплексов: для сборки наноспутников и для совместной работы с установкой магнитно-импульсной обработки металлов.

Роботизированная сборка наноспутников

Самарский университет совместно с РКЦ «Прогресс» на производственно-испытательной площадке вуза осуществляет сборку малых космических аппаратов (МКА) дистанционного зондирования Земли. Университет решил усовершенствовать трудоемкий процесс сборки наноспутников и привлек для решения этой задачи компанию Тесвел.

Интегратор в сжатые сроки разработал робототехнический комплекс (РТК) на основе коллаборативного робота Dobot CR10. Модель укомплектована двумя захватами DH PGC-50, электроотверткой с автоматическим управлением, а также с устройством подачи винтов. С двух сторон от робота-манипулятора установили стеллажи для размещения комплектующих наноспутников: корпусов, крышек и различных видов плат.

Теперь РТК выполняет полный цикл сборки малых космических аппаратов. Перед началом работы комплекса необходимо прописать состав спутника на панели HMI и запустить сборку. После этого в соответствии с выбранным типом МКА робот берет с полки корпус, перемещает его на сборочный стол, где корпус прижимают упоры с помощью пневмоцилиндров. Далее робот берет с полок стеллажа платы и вставляет их в пазы корпуса. Когда платы установлены, манипулятор закрывает корпус крышкой. Затем с помощью отвертки и устройства подачи винтов робот фиксирует крышку к корпусу. Спутник готов. Робот перемещает его со сборочного стола на полку стеллажа для готовых изделий, где его забирает человек.

При помощи нового робототехнического комплекса в университете планируют собирать малые космические аппараты в трех габаритных размерах. Специалисты Тесвел отладили процесс для изготовления одного типа наноспутников, дальнейшую настройку комплекса будут осуществлять сотрудники вуза со студентами в ходе практических занятий.

Экспериментальный проект поможет Самарскому университету и АО «РКЦ «Прогресс» оценить возможности роботизации производственных процессов в космической отрасли для массового выпуска наноспутников. Внедрение робота повысит производительность труда, точность сборки и сократит количество ошибок. Кроме того, РТК будет использоваться в образовательных целях.

Заведующий кафедрой производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении Дмитрий Антипов рассказал о сотрудничестве с компанией-интегратором. «Мы благодарны специалистам Тесвел за отличный результат. Они профессионально подошли к реализации проекта и оперативно его выполнили. Все запланированные задачи были решены», — поделился Дмитрий Антипов. Он рассказал, что в планах Самарского университета — продолжить работу по автоматизации и роботизации процессов: дооснастить площадку автоматизированными складами комплектующих, внедрить машинное зрение, роботизировать изготовление корпусных деталей.

Робот для совместной работы с магнитно-импульсной установкой

Для научно-исследовательской лаборатории пластического деформирования специальных материалов (НИЛ-41) Самарского университета компания Тесвел поставила коллаборативного робота Dobot CR5SS, который оснащен технологией SafeSkin для бесконтактного обнаружения объектов и предотвращения столкновения с ними и укомплектован захватом DH PGC-50. Робот предназначен для совместной работы с магнитно-импульсной установкой обработки металлов.

Теперь Dobot CR5SS выполняет функционал, который ранее осуществлял человек. Он берет заготовку, подает ее в индуктор, далее происходит разряд магнитно-импульсной установки, и уже готовую деталь робот извлекает и перемещает на стеллаж.

По мнению доцента кафедры обработки металлов давлением Дмитрия Черникова, робот поможет значительно увеличить производительность процесса и повысить его безопасность. «Магнитно-импульсная обработка — это высокоскоростная операция. Установка и снятие деталей замедляют производственный цикл. Если роботизировать эти операции, затраты времени на изготовление одной детали значительно снизятся, нам удастся исключить человеческий фактор. К тому же замена оператора роботом — это мера безопасности, так как магнитное поле может оказывать негативное воздействие на центральную нервную систему человека», — пояснил Дмитрий Черников.

Технология магнитно-импульсной обработки металлов (МИОМ) активно применяется в аэрокосмической, автомобильной и других отраслях промышленности. Она, например, позволяет обрабатывать детали сложной формы в тех случаях, когда применить сварку невозможно. В мире работают всего три центра компетенций в сфере разработки установок МИОМ промышленного производства: в России (в Самарском университете), Германии и Франции. По словам Дмитрия Черникова, в России процесс магнитно-импульсной обработки металлов с применением робота реализован впервые. Новая роботизированная ячейка будет использоваться для дальнейших исследований технологии, проведения практических занятий и мастер-классов для школьников и студентов.

Оба проекта реализуются в рамках Передовой инженерной аэрокосмической школы (ПИАШ) «Интегрированные технологии в создании аэрокосмической техники». Школа была создана в Самарском университете в 2022 году, когда вуз стал одним из участников федерального проекта Минобрнауки России по подготовке инженерных кадров. По словам заведующего кафедрой производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении Дмитрия Антипова, главным направлением ПИАШ является отработка и внедрение технологий цифровизации и роботизации производственных процессов изготовления авиационной и ракетно-космической техники.

Директор ООО «Тесвел» Сергей Моршанский считает тандем компании-интегратора роботов с университетом идеальной командой для решения научных и промышленных задач: «Это обоюдовыгодное сотрудничество. Мы даем возможность университету с помощью наших решений практически подтвердить теоретические гипотезы и расчеты. А нам, в свою очередь, интересно быть на острие современных научных идей, узнавать о том, какие исследования ведутся в вузе. В таких проектах в число наших задач входит разработка современного технологического решения, проектирование и изготовление необходимого оборудования, монтаж и запуск робототехнического комплекса в работу. Наши компетенции и большой производственный опыт помогают университету реализовать самые смелые идеи. Кроме того, компания Тесвел предлагает успешным выпускникам вузов найти свой путь в самом перспективном направлении — промышленной роботизации».