Пържени картофи а ла Doosan

DHR Engineering е създадена като компания за разработване на нови инструменти и решения и духът на иновациите все още витае в нашия екип. За нас звучи напълно реалистично да отделим цял уикенд, извън работно време, за да се забавляваме с нещо, свързано с ежедневните задачи на компанията. За тази цел решихме да организираме домашен хакатон и да направим пържени картофи с помощта на шестосен робот DOOSAN.

Въведение

Цели на проекта

• Програмирайте робот с шест оси да пържи картофи в стандартен фритюрник и ги сервирайте.
• Запишете видео на робота в действие.

Защо го направихме

• Да се демонстрират възможностите на DOOSAN и неговите приложения в различни области.
• За забавление! Възможността да решим нов, интересен проблем с 24-часов срок на действие постави на изпитание креативността на екипа и възможностите на машините, с които разполагаме.

План за действие

• Обмислете и очертайте различните действия, които роботът ще трябва да извърши за успешно готвене (напр. отваряне на хладилника, транспортиране на пържени картофи, пържене и т.н.).
• Закупете и модифицирайте различни материали и инструменти, които да използвате (напр. кутия за транспортиране на сурови пържени картофи, фритюрник и др.); за всеки артикул, проектирайте интерфейсни части, за да улесните връзката между захвата на робота и съответния обект.
• Настройка на “кухнята” – позициониране на робота, фритюрник, хладилник; подготви за видеозапис.
• Програмирайте робота – определете последователността на движенията, намерете правилните настройки и скорости.
• Тествайте, отстранявайте грешки и записвайте видеоклипа.

Готов! Комплект! Отивам!

С голям ентусиазъм започнахме да обсъждаме какво точно искаме да постигнем и как да го направим. Някои стъпки бяха подходящи за робота, а други бяха оставени за нас, за да спестим време. Ето крайния резултат от нашата мозъчна атака:

Подготовка (човешки задачи)

1. Подредете и закрепете всички обекти, включени в процеса (робота, фритюрниците, различни контейнери).
2. Налейте олиото във фритюрниците и го загрейте.
3. Пригответе кутиите със сурови пържени картофи в хладилник.
4. Поставете купа за готовите продукти.

Пържене на пържени картофи (движения на робота)

1. Отворете хладилника.
2. Грабнете първата кутия със сурови пържени картофи.
3. Затвори вратата.
4. Махнете капака от кутията.
5. Пуснете пържените картофи в мрежата на фритюрника.
6. Оставете кутията настрана.
7. Хванете мрежата на фритюрника и я потопете в горещото олио.
8. След определено време повторете стъпки 1-7 за следващата кутия сурови пържени картофи.
9. След определено време хванете мрежите на фритюрника със сготвените пържени картофи и ги изпразнете в купата.
10. Вземете солницата и овкусете картофите.
11. Поднесете картофите в специална кошничка.

От списъка е видно, че е необходим специален интерфейс за всеки от следните елементи: кутия, капак, фритюрник, сол, кошница за сервиране, хладилник. Започнахме да проектираме и отпечатаме частите.

Проектиране и производство на 3D части

Интерфейс

За да извършим всички необходими операции за пържене на картофите, първо трябваше да определим как роботът ще манипулира всеки елемент в процеса. За да осигурим повторяемост и сигурно захващане, решихме да използваме скоба тип лястовича опашка, където е възможно – тя позволяваше фиксирано позициониране в две равнини и осигуряваше сигурно захващане по време на движенията на робота. Към всеки елемент, който роботът трябваше да хване, ние прикрепихме (закрепихме или залепихме) 3D-отпечатан допълнителен компонент тип лястовича опашка – по този начин роботът успя да хване повечето от елементите със същия интерфейс.

Дизайн на челюстта

Както споменахме в първи статия от нашата серия за 3D печат, челюстите на захвата могат да комбинират множество операции в една. В нашия случай използвахме предната част на челюстите, за да захванем скобите тип лястовича опашка, докато средната цилиндрична част беше предназначена за солта. По случайност вратата на хладилника имаше много удобна геометрия и един обикновен болт, стърчащ от челюстите, беше достатъчен, за да може роботът да отвори хладилника. Не е най-красивото решение в света, но хей, имахме нужда от него, за да работи възможно най-скоро!

Тъй като захватът имаше само две позиции за челюстите – отворени и затворени – трябваше да моделираме леко припокриване, когато челюстите бяха напълно затворени, за да сме сигурни, че роботът няма да изпусне предмета, който носи.

Производство на 3D принтирани части

Имахме ограничено време и няколко принтера на наше разположение. За да се ускори процесът, всяка част беше отпечатана отделно, веднага след като дизайнът й беше завършен. Това, разбира се, доведе до няколко неуспешни дизайна, които трябваше да бъдат коригирани и препечатани – итеративен процес, който е често срещан в областта на инженерството. Най-сложните части бяха готови за по-малко от 90 минути.

Настройка на кухнята и програмиране на робота

След като стартирахме 3D принтерите, продължихме с настройката на „кухнята“ – половината от работилницата ни беше пренаредена, преместихме робота и донесохме няколко маси. Бяха взети под внимание различни параметри, като обхват на робота, ред на движенията и кадриране и светлина за видеото.

Програмирането на робота също беше трудна задача. Като повечето роботи с шест оси, Doosan има два режима на движение – „линеен“ и „ставен“. Линейното движение позволява по-добър контрол върху траекторията и се използва за точно позициониране и захващане на обектите, които манипулираме. Движението на ставата, от друга страна, е предназначено за най-кратката и най-бърза работа между две предварително определени места. Този режим беше използван за преход между различните стъпки в процеса. Започнахме с няколко стъпки, като очертахме работния процес и добавихме или коригирахме списъка с всяка итерация на теста. Скоростта на движенията (пряко свързана с инерцията на пренасяните предмети) също беше нещо, което трябваше да разберем чрез проба и грешка.

Тестване, отстраняване на грешки и видео

Най-интензивната част от цялото приключение беше, когато започнахме да тестваме кухненската обстановка. Очаквано се появиха различни проблеми – някои от отпечатаните части не паснаха на контейнерите, някои не бяха достатъчно здрави и се наложи да ги подобрим и препечатаме.

Най-важният урок, който научихме обаче, беше, че е изключително важно всичко да се фиксира много добре към земята. Имаше няколко случая, когато някой случайно измести маса с няколко сантиметра и всички позиции на роботите избягаха. Това беше труден урок за научаване, но ценен.

Най-накрая, след дълъг и интензивен ден, бяхме готови за истинския тест: запис на еднократно видео на робота, преминаване през всички стъпки и доставяне на прясно приготвени пържени картофи... След три дълги минути всичко беше готово и седнахме за да се насладите на вкусни, лесно приготвени пържени картофи!

Заключение

За да обобщим всичко, беше страхотен уикенд! Три съставки бяха необходими, за да се случи: специален екип, мощният робот Doosan и невероятната технология за 3D печат!

Както винаги, ще се радваме да ви помогнем с всичко, свързано с автоматизация, роботи или 3D печат (или готвене)! Уведомете ни в коментарите!