Особенность шестиосевого сверхточного промышленного робота ARKODIM, разрабатываемого совместно с Университетом Иннополис - высокая повторяемость. Она достигается за счет перехода к использованию двойного энкодирования. 

Технология использования системы двойных энкодеров появилась в мире совсем недавно. Каждый производитель, который начал ее применение, реализовал свои алгоритмы работы с новой технологией. Для российских разработчиков - это возможность уменьшить разрыв с ведущими мировыми производителями, которые десятки лет работают на рынке. 

Генеральный директор ООО "АРКОДИМ" Артём Барахтин рассказал RoboTrends.ru о сути разработки: 

"Робота приводят в движение серводвигатели, крутящий момент которых передается на исполнительное звено посредством редукторов. На валу каждого серводвигателя есть встроенный внутренний энкодер, который сообщает контроллеру робота положение вала.  Теоретически, зная положение вала в любой конкретный момент времени, контроллер "понимает" положение маниупулятора в пространстве. Это "классическая" схема. К сожалению, теория отличается от практики. 

На практике у любого редуктора есть люфт. У новых он "заводской" и обусловлен особенностями конструкции и производства. Со временем люфт растет за счет изнашивания элекментов редуктора. С этим можно бороться, внося в программное обеспечение корректировку "заводского" люфта. Возможности такого подхода ограничены, поскольку разные редукторы могут отличаться различным износом. Вдобавок на точность позиционирования влияют такой эффект, как деформация корпуса робота и редукторов под нагрузкой. 

Для решения всех этих проблем на исполнительные звенья робота монтируют дополнительные энкодеры. Теперь алгоритм, обеспечивающий вычисление положения робота выглядит так:

1. Контроллер дает команду валу серводвигателя провернуться N раз. После заданного числа поворотов вала, робот должен находиться в некой расчетной точке. Но не находится из-за люфтов редуктора и деформаций корпуса и редукторов под нагрузкой.
2. При движении исполнительных звеньев робота, контроллер получает данные не только от внутренних, но также и от внешних энкодеров, обеспечивающих информацию о реальном положении робота в пространстве. 
3. Сравнение информации, получаемой с внешнего и внутреннего энкодеров, позволяет определить деформацию редуктора. Зная его коэффициент жесткости, можно определить момент, возникающий в суставе робота. Повторяя эти операции по всем двигателям, можно получить величину силы, приложенной к исполнительному органу. Это позволяет оценить деформацию не только в редукторах, но также в корпусе робота. Дальше дело техники - получить поправочные коэффициенты, позволяющие компенсировать суммарные ошибки повторения программным способом. Контроллер "на лету" рассчитывает поправочные коэффициенты и применяет их для управления роботом. Анализ реального положения дел и корректировка происходят постоянно в процессе работы робота, что значительно повышает точность позиционирования и повторяемость".

 

 

Чем эта российская разработка отличается от разработок других производителей. Например, местом установки второго энкодера. Кто-то ставит его сразу после редуктора, - это позволяет устранить погрешности, связанные с люфтом, но не учитывает деформации корпуса под нагрузкой. В ARKODIM второй энкодер решили ставить на корпус звена робота - это дает возможность оценить интегральную погрешность, включающую учет деформации корпуса. 

У робота даже с двойным комплектом энкодеров калибровка заводская. При работе с различными нагрузками такой робот испытывает различные деформации, что влияет на точность его позиционирования при перемещениях. ARKODIM калибрует себя непрерывно в процессе работы. Каждый пройденный миллиметр дает информацию для калибровки прохождения следующего миллиметра - в реальном времени. Таким образом удается устранить влияние груза и заданной траектории на точность движений робота. Такого робота можно задействовать в технологическом процессе, где требуется с высокой точностью перемещать предметы разного веса. 

"Предпатентный поиск показал, что наш робот тянет на изобретение", - добавляет Артем Барахтин. "Испытания показали, что опытный образец робота уверенно держит десятую долю миллиметра по всем трем направлениям. И это лишь первые испытания". 

 

 

В России нередко рождаются передовые идеи, делаются изобретения. Иногда дело доходит даже до действующего образца, существенно превосходящего конкурентов. А вот довести свое изобретение до массового промышленного производства, получить заказы, обеспечить внедрение и сервисную поддержку своих продуктов - удел немногих. Хочется верить, что у ООО "АРКОДИМ" это получится и мы еще увидим высокоточные коллаборативные роботы российского производства на российских предприятиях. ++