Робот-манипулятор Robossembler

ВНИМАНИЕ! В настоящее время манипулятор находится в фазе активной разработки и прототипирования, поэтому опубликованные исходные файлы пока не стоит использовать для изготовления прототипа. По мере готовности все необходимые файлы для производства будут опубликованы в Реестре Пакетов (Gitlab Package Registry) или Релизах (Releases) данного репозитория

Доступный открытый промышленный робот-манипулятор с 6-ю степенями свободы, адаптированный для автоматической сборки. Все детали, кроме электрических плат и компонентов, магнитопровода, постоянных магнитов и катушек индуктивности, могут быть изготовлены с помощью технологии трёхмерной печати.

Ключевые особенности

• Open Source
  • Все разработанные 3D-модели, исходные коды программ, электрические схемы открыты и доступны для копирования и модификации
  • Все файлы созданы с помощью свободных программ (KiCAD, Blender) или публикуются в открытых форматах (STEP)
• Векторное управление серводвигателями
  • Энергоэффективность
  • Простота охлаждения
• Универсальный симметричный стыковочный механизм
  • Гибкость, модульность
  • Возможность перемещения робота в другие посадочные места
• Управление звеньям робота на уровне Realtime-протокола DDS
  • ROS2 совместимость по умолчанию на уровне звеньев
  • Полное отсутствие проприетарных протоколов
• Сборочно-ориентированный дизайн с печатными деталями без единого болта
  • Быстрая сборка робота вручную без использования специальных инструментов
  • Возможность полной автоматизации сборки
• Интеграция с сетью Robonomics
  • Безопасность в удалённом управлении роботом и обновлении ПО
  • Инструменты эффективного федеративного обучения роботов, формирования базы мета-навыков и предсказаний сбоев

Компоненты

Опорное звено	"Вилка"	Основное звено	Конечное звено

Основные характеристики

Характеристика	Значение
Число степеней свободы (Degrees of Freedom)	6 DoF
Диапазоны движения звеньев (Motion Range)	A – 360”, B – 270”, C – 360”, D – 270”, E – 360”, F – 270”
Максимальная скорость (Max speed), град/с	30
Повторяемость (Pose Repeatability), мм	0.1
Момент силы (Rated torque), Н*м	78
Максимальная нагрузка (Max payload), кг	2
Максимальная потребляемая мощность (Max Consumption Power), Вт	150
Производимый шум (Acoustic noise level), dB	65
Влагозащищенность (water-proof)	IP65
Вес (Weight), кг	4,79 (конечное звено 0,63, соединительная вилка 1,68, соединительное звено 1,58, опорное звено 0,9)
Высота (Height), мм	900
Дальность (Reach), мм	600
Размер места для монтажа (Footprint), мм	200х200
Масштабирование/модульность	может быть собран в конфигурациях с кратным двум количеством степеней свободы - 2,4,6,8
Robotics framework	ROS2
Интерфейсы (Communication Interfaces)	RS485
Безопасность (Security)	Robonomics Network & ROS2 Security
Автоматическое обновление ПО (Automatic updates)	Robonomics Network

Приспособления

Приспособления монтируются к конечному звену манипулятора через стыковочный интерфейс. На данный момент наиболее проработан Механический захват.

Обзор директорий и файлов

• brd - исходные файлы печатных плат в формате KiCAD
• calc - расчёты механических узлов манипулятора
• img - изображения моделей, включая предыдущие версии
• src - исходные файлы деталей конструкции в формате Solidworks. Со временем будут переведены во FreeCAD. Сейчас же доступна STEP-сборка (arm_assembly) в корне репозитория
• BOM_price_spec.xls - закупочная ведомость
• assembly.xls - карта сборки

Степень готовности

• Механическая конструкция разработана и в настоящий момент прототипируется
• Печатные платы (контроллер мотора, датчик угла поворота) разработаны и заказаны
• Встроенное программное обеспечение в разработке. Мы планируем использовать и дорабатывать открытые библиотеки SimpleFOC, microROS
• Программное обеспечение ROS2 в разработке - см. репозиторий robossembler-ros2

FAQ

• Зачем печатать мотор, если можно просто купить недорого в Китае?
  • В самом начале мы рассматривали китайские моторы для позиционирования камер GM6208, но потом отказались от них по ряду причин: они относительно дорогостоящие(а для манипулятора их нужно много), не подходят для автоматической сборки и монтажа(нет мест для позиционирования механического захвата).
• Какие компоненты не печатаются?
  • Не печатаются магниты, платы и компоненты, контакты, подшипники, катушки, магнитопровод (М3 болт).
• Почему Вы заявляете, что open source, а исходники в Solidworks?
  • Полный перевод исходных файлов проекта будет осуществляться по мере испытаний прототипа и выпуска alpha-версии манипулятора. Чтобы ознакомиться с исходными моделями, можно открыть STEP-файл сборки. Например, с помощью свободных программ FreeCAD, Mayo или Analysis situs
• Почему не применили open source контроллеры моторов - ODrive, MIT Cheetah?
  • При всём уважении к указанным проектам, платы их контроллеров не подходят к нашей конструкции манипулятора. Также мы старались разработать контроллер из максимально дешёвых и доступных компонентов.

Участие в проекте

Будем рады принять помощь в любом виде: проектирование, критика, предложения, обнаруженные ошибки. Не стесняйтесь, создавайте issues.

Подписывайтесь на наши медийные ресурсы! Там публикуются результаты проекта и другая информация по теме Open Source промышленной робототехники.

• Youtube-канал Robosphere
• Telegram-канал @robossembler_ru

Спонсоры