robossembler.org/docs/robossembler-overview.md

title	slug
О проекте	/

Мотивация

Идея создания роботов, которые воспроизводят сами себя, занимает умы человечества с середины 20 века. Джон фон Нейман - отец-основатель информатики, был одним из первых, кто задачился этим вопросом по серьёзному. Тем не менее, за прошедшие десятилетия, тема так и не вышла за рамки академических кругов. Все известные широкой публике проекты собирающих самих себя машин не нашли своего применения ни в промышленности, ни в повседневной жизни.

Вполне возможно, что это происходит по той причине, что самовоспроизводство не рассматривается с практической точки зрения - как технология, способная привнести ощутимый вклад улучшение качества жизни людей и общества. Эксперименты исследовательских ВУЗов лишь подкрепляют эту точку зрения.

В тоже время, коммерческие компании также не готовы прибегать к технологиями самовоспроизводства. Робототехнические комплексы не проектируются для автономной эксплуатации, а чрезмерная автоматизация несёт дополнительные риски. Развитие коллаборативных технологий ещё дальше смещает внимание компаний от такой постановки задачи.

То есть с одной стороны мы видим исключительно академические эксперименты, лишённые какой-либо прикладной ценности. С другой стороны мы наблюдаем за тем, как ведущие мировые компании избегают полностью автоматизировать производство.

В рамках проекта Robossembler мы постараемся разрешить это противоречие и использовать технологии самовоспроизводства для достижения практической пользы. На наш (и не только - см. Чернов А.Ю.) взгляд технологии самовоспроизводства действительно важны - они способны, например, обеспечить зачастую критически важную масштабируемость производственной системы (резко нарастить производство какого-то жизненно-важного для общества ресурса - например, респираторов).

Рамки проекта

Мы начнём с конца, а именно с процесса сборки, с автоматизацией которого есть проблемы даже у самых технологичных производителей.

В рамках проекта мы создадим цифровую модель производственной линии, где роботы манипуляторы собирают свои копии и сразу же вводят их в работу, чем и достигается их частичное самовоспроизводство.

Наш подход отличается от подходов современных производителей манипуляторов тем, что мы будем создавать изначально автономную систему, где не предполагается присутствия человека. Мы будем использовать материалы, технологии и условия эксплуатации, которые могут быть недопустимы для неавтономных промышленных систем. После ввода в эксплуатацию производственная линия будет самостоятельно собирать изделия, осуществлять их наладку и ввод в эксплуатацию.

Таким образом, при наличии достаточного количества поступающих на вход линии комплектующих, линия будет непрерывно наращивать свой производственный потенциал.

Почему именно манипуляторы? (а не ЧПУ станки или ещё что-нибудь)

• манипуляторы покрывают довольно большой класс производственных задач при наличии разнообразного сменного инструмента;
• задача сборки манипуляторов до сих пор слабо автоматизирована даже у ведущих производителей. Мы покажем каким образом требование "безлюдности" позволит это осуществить.

Звенья манипулятора будут обладать следующими свойствами:

1. Конструкция обеспечивает максимальное использование пространства вокруг робота, что хорошо для автономных систем, оперирующих в небольшом объёме, и для совместной сборки несколькими роботами;
2. Кабельные и ременные соединения сложны в монтаже, поэтому конструкция манипулятора не будет их предусматривать; вместо этого мы будем стремиться к созданию кабелей-стержней, вмонтированных в роторы моторов;
3. Не учитываются требования безопасности и эстетичности (которые строго соблюдаются для коллаборативных роботов).

Роботы-манипуляторы будут оснащаться шестиугольными рабочими столами - местами, где будет осуществляться сборка. Столы будут обеспечивать:

1. легкое подключение к нему оснований манипуляторов с помощью специальных надёжных электрических разъемов, которые предстоит разработать;
2. электропитание и управление - рабочий стол будет включать в себя систему управления для всех подключаемых к нему манипуляторов;
3. столы будут подключаться друг к другу, образуя связанную локальной сетью большую производственную линию, где будет возможна организация конвейеров.

Простота реализации сборки достигается помощью формовки корпусов с помощью компаунда. Благодаря этому мы избавляемся от крепежа и необходимости производить отдельно корпус. Материал компаунда можно подобрать таким образом, чтобы обеспечить оптимальный теплоотвод, дешевизну (без оглядки на безопасность для человека), удобную утилизацию и повторную переработку компонентов манипулятора. Первый кандидат - вспененный полимер на основе кремнезёма(не нефтепродукт). Его легко растворять, склеивать - неисправные манипуляторы будут погружаться в растворитель и разбираться на комплектующие без ущерба для них самих.

Алгоритм работы производственной линии

0. Начальная конфигурация - станок 5-осевой, станок токарный, пресс, три манипулятора(4-5 шт), набор рабочих столов, тележка-транспортёр;
1. В качестве сырья на вход будут поступать металлические заготовки, платы, приводы, разъёмы (?. и некоторые другие материалы, производство которых останется пока за рамками рассмотрения;
2. Напечатется основание для манипулятора; основание с помощью транспортёра доставляется на рабочий стол и собирается совместно с другими компонентами - платы, разъёмы, охлаждение; В собранное основание вставляется привод и туда заливается компаунд;
3. Напечатать матрицу (две детали. для изготовления звеньев;
4. Приводы с помощью тележки-транспортёра передаются на рабочий стол, элетромонтируются, помещаются в матрицу и заливаются компаундом;
5. Таким же образом монтируются остальные звенья;
6. Манипулятор собран и устанавливается на транспортёра;
7. Транспортёр доставляет собранный манипулятор к месту установки и устанавливает его;
8. Новый манипулятор начинает работу.