В различных отраслях промышленности и производства используют современное оснащение со сложным устройством. Многие компании сталкиваются с трудностями при управлении передовыми техническими системами, такими как станки с ЧПУ (числовым программным управлением), роботизированные системы и оборудование для аддитивного производства. Ученые ПНИПУ создают инновационное устройство управления, которое способно эффективно интегрироваться в сложные технические структуры, повышать их управляемость и производительность. Разработка позволит операторам эффективнее контролировать их работу, упростит задачу мониторинга параметров оборудования и настройки с помощью интуитивных инструментов.
Разработка проводится в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Станки с ЧПУ широко используют во многих отраслях промышленности для выполнения различных операций обработки материалов, например, фрезерование, токарная обработка и резка. Их считают сложной технологической системой из-за управления через компьютер, для которой обычно разрабатывают специальные «клавиатуры» с большим набором кнопок. А аддитивное производство и 3D-печать только набирают свою популярность в промышленности. Такие технологии позволяют быстро конструировать и воспроизводить объекты с высокой трудоемкостью создания.
Ученые ПНИПУ разрабатывают инновационную умную кнопку — устройство ввода с функцией обратной отдачи для управления техническими системами. Это компактное оборудование с интуитивно понятным интерфейсом упростит регулировку и контроль параметров станков с ЧПУ и комплексов аддитивной наплавки. Тем самым повысит эффективность управления.
Устройство собирают и программируют с учетом удобства использования и минимизации утомляемости оператора. Органичное сочетание формы и функциональности обеспечит оптимальное расположение элементов управления. Экран будет отображать информацию о параметрах системы управления и предоставлять возможность выбора и настройки этих параметров с помощью наглядных меню и графических элементов.
Одна из важных задач, которые ставят перед собой политехники, — обеспечение тактильной обратной связи. Она позволит изменять различные параметры вслепую, «не глядя» на пульт, что значительно ускоряет привыкание к элементам управления и формирование навыков эксплуатации. Так, например, при вращении кнопки для изменения положения роботизированной руки, она будет реагировать и подавать тактильный сигнал при смещении на определенное расстояние. Это позволит оператору не отвлекаться на экран, где написаны координаты, а сосредоточить внимание на установке.
— Наша разработка учитывает возможность интеграции с различными системами управления, тем самым обеспечивает высокую универсальность и гибкость в применении. В области аддитивного производства наше устройство может использоваться для контроля и настройки процессов трехмерной печати, управления параметрами и калибровки принтеров. Для станков с ЧПУ — в качестве элемента управления, позволяя операторам легко выбирать и изменять параметры обработки материалов. Наш продукт также может быть интегрирован в системы автоматизации и управления на производственных линиях для контроля и оптимизации производственных процессов. И кнопку возможно применять для управления роботизированными системами: обеспечивать точное и надежное управление движением и действиями роботов, — поделился младший научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «материал-технология-конструкция» ПНИПУ Роман Давлятшин.
— Благодаря оптимизированному дизайну и эффективной технологии управления, наше устройство способствует повышению производительности технических систем и сокращению времени настройки и перенастройки. Выбранное техническое решение представляет собой сбалансированную комбинацию функциональности, надежности и доступности. Это делает его привлекательным выбором для широкого круга потенциальных потребителей. Ко всему прочему, проектирование устройства учитывает доступность и дешевизну материалов, что способствует снижению себестоимости производства. Это позволяет создать конкурентоспособный продукт на рынке: планируемая себестоимость — от 10 тыс. за штуку, а конечная цена — от 20 до 100 тыс. рублей, — дополнил кандидат технических наук, доцент кафедры автоматики и телемеханики Игорь Безукладников.
Разработка ученых Пермского Политеха способна улучшить процессы управления в различных областях промышленности, обеспечить операторам максимальный комфорт и эффективность при работе со сложными техническими системами.