Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0193

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0193
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Название доклада
Разработка роботизированного комплекса для реализации полномасштабных аддитивных технологий инновационных материалов, композитов, конструкций и сооружений
Докладчик
Евтушенко Евгений Иванович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
В настоящее время традиционные, достаточно инерционные с точки зрения
внедрения новых разработок, технологии получения новых изделий, кон-струкций и сооружений занимают доминирующее положение на рынке. Однако современные условия требуют значительного сокращения времени, которое затрачивается от начала разработки до внедрения проектов. Иногда при получении образцов изделий эффективным решением становится использование систем промышленного дизайна, основанных на использовании полномасштабных 3D технологий инновационных материалов, композитов, конструкций и сооружений для строительства, машиностроения, химической технологии и др. Целью реализуемого проекта является исследование научно-технических решений по разработке роботизированных комплексов (РК) и технологий прямой печати уникальных изделий на основе специальных материалов и композитов, получение эффективно действующей модели РК для
производства строительных изделий, конструкций и сооружений по аддитивным технологиям.
Актуальность и новизна исследования
В процессе выполнения проекта планируется: разработать схему роботизированного комплекса модульной структуры, математические модели структуры, кинематики и динамики движения исполнительных механизмов роботизированного комплекса, виртуальную модель РК, технологический регламент системы смешивания и подачи сырьевой смеси для работы РК, алгоритм управления движением исполнительных механизмов, обеспечивающих точное перемещение рабочего органа по заданной траектории, алгоритм управления модулем главных перемещений рабочей платформы, алгоритм управления системой смешивания и подачи сырьевой смеси, алгоритм подачи и автоматической чистки и промывки рабочих органов РК, программный компонент для формирования управляющих и корректирующих сигналов испол-нительных механизмов, программный компонент, реализующий алгоритм управления системой смешивания и подачи сырьевых смесей, программно-аппаратный комплекс информационно-управляющей системы РК с использованием SCADA-технологий; создать экспериментальный образец РК. Экспериментальный образец должен осуществлять эффективную 3D печать деталей, изделий, конструкций и сооружений в пределах рабочей зоны: по длине не менее 9 м, высоте не менее 3 м, ширине не менее 4,5 м. Система управления экспериментального образца РК должна обеспечивать точность перемещения рабочего органа по горизонтальным и вертикальным осям не менее 5 мм, скорость перемещения рабочего органа до 1 м/с. Точность позиционирования модуля точных перемещений должна составлять не менее 0,2 мм.
Описание исследования

Конечным продуктом будет являться экспериментальный образец РК и проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка роботизированного комплекса для 3D-печати изделий, конструкций и сооружений».

В основе проекта лежат элементы новых технических решений, позволяющих с высокой степенью точности осуществлять 3D-печать крупных (до нескольких метров) объектов, имеющих конструкционное или функциональное назначение на основе гидратационных, воздушных или керамических вяжущих. Реализация данного проекта на композиционных связующих и материалах, использование последних достижений в сфере мехатроники и робототехники, разработок в области систем автоматизации позволит обеспечить получение результатов, соответствующих мировому уровню применения аддитивных технологий. Достижение заявленных результатов возможно только на стыке исследований в области робототехники и мехатроники, автоматизации, дизайна изделий и химической технологии строительных и специальных материалов и композитов. На первых этапах реализации проекта продукция, по предлагаемым техническим решениям и аддитивным технологиям, может оказаться эффективной только при получении единичных или мелкосерийных изделий. В дальнейшем по мере отработки технологий, разработки и внедрения специализированных роботизированных комплексов рентабельность предлагаемой технологии будет повышаться.

Результаты проекта могут быть использованы в стройиндустрии, строительстве, химической промышленности, энергетике, в оборонных отраслях, в машиностроении при изготовлении уникальных композитных изделий и конструкций различных габаритов со сложной конфигурацией методом прямой печати. Полученные результаты будут использованы для организации производства роботизированных комплексов на АО «Борисовский завод мостовых металлоконструкций имени В.А. Скляренко». Выход на отечественный и мировой рынок установок, работающих по аддитивным технологиям в стройиндустрии и др. отраслях может привести со временем к значительному изменению структуры рынка в плане переориентации его на производство мелкосерийных и уникальных изделий. Изменится и кадровый состав работающих, например, от традиционных прорабов и мастеров, монтажников и бетонщиков и т.д. к специалистам в области автоматизированных систем проектирования и обслуживания сложных роботизированных комплексов.

 

Результаты исследования

1. Выполненные теоретические исследования по теме проекта и изучены современные мировые научно-практические результаты в предметной области проекта.

2. Создан контрольно-испытательный стенд роботизированного комплекса: подготовлено помещение для размещения портальной системы, выполнен подвод коммуникаций, смонтированы рельсовые пути. Подготовлен участок для проведения монтажных работ по созданию роботизированного комплекса

3. Разработана виртуальная модель робототехнического комплекса; выполнено проектирование основной портальной системы роботизированного комплекса; подобраны основные типы двигателей и реечных передач с учетом массы конструкции и требованиям по точности перемещений.

4. Разработан алгоритм управления движением исполнительных механизмов, обеспечивающих точное перемещение рабочего органа по заданной траектории; алгоритм управления модулем главных перемещений рабочей платформы.

5. Полученные результаты проекта представлены на двух зарубежных выставках - конференциях, на ВУЗПРОМФЕСТе в Казани команда программистов представила разработки в области программирования системы управления робототехническим комплексом.

 

Практическая значимость исследования
Результаты проекта могут быть использованы в стройиндустрии, строительстве, химической промышленности, энергетике, в оборонных отраслях, в машиностроении при изготовлении уникальных композитных изделий и конструкций различных габаритов со сложной конфигурацией методом прямой печати. Полученные результаты будут использованы для организации производства роботизированных комплексов на АО «Борисовский завод мостовых
металлоконструкций имени В.А. Скляренко». Выход на отечественный и мировой рынок установок, работающих по аддитивным технологиям в стройиндустрии и др. отраслях может привести со временем к значительному изменению структуры рынка в плане переориентации его на производство мелкосерийных и уникальных изделий. Изменится и кадровый состав работающих, например, от традиционных прорабов и мастеров, монтажников и бетонщиков и т.д. к специалистам в области автоматизированных систем проектирования и обслуживания сложных роботизированных комплексов.