V-REP — бесплатный симулятор для программирования роботов. Анализ и выбор решения

В данный момент мой робот практически завершён.

На нём установлена беспроводная камера, датчик расстояния (и камера и этот датчик установлены на поворотной башне), датчик препятствия, энкодер, приёмник сигналов с пульта и интерфейс RS-232 для соединения с компьютером. Работает в двух режимах: автономном и ручном (принимает сигналы управления с пульта ДУ), камера также может включаться/выключаться дистанционно или самим роботом для экономии заряда батарей. Пишу прошивку для охраны квартиры (передача изображения на компьютер, обнаружение движений, объезд помещения).

Роботы-конструкторы – идеальная возможность, чтобы совместить игру и обучение простейшим навыкам программирования. Именно поэтому они пользуются столь большой популярностью в мире.

Различаются они не только производителями, но и способами и возможностями программирования, типами крепежей, а также материалами.

Большинство упрощенных (для новичков) и роботов имеют в комплекте специальное программное обеспечение, которое позволяет без труда задать команды своему творению. В более совершенных моделях придется для начала изучить, основанные на С, языки.

LEGO Mindstorms

Конструктор выпускается в двух типах:

• детский;
• продвинутый.

В детском вложено всего лишь несколько моторов, лампочек, а также инструкция с возможными вариантами сборки. Но с LEGO часто инструкция оказывается уже не нужна после первой сборки, и в дело вступает фантазия.

Стоит заметить, хоть программирование этих роботов возможно, блоков управления в этом наборе не предусмотрено, это означает, что робот будет всегда соединен с компьютером при помощи кабеля USB.

Продвинутый же набор открывает намного больший простор для фантазии. Он существует в нескольких вариантах и поколениях (на данный момент поколений три). Они отличаются количеством деталей, наличием дополнительных микрокомпьютеров, а также различными датчиками и другими приборами. Микрокомпьютеры этой серии оснащены операционной системой Linux. Эти схемы поддерживают не только специальные языки программирования, но и C++, C и даже Python.

Для удобства перепрограммирования робота можно воспользоваться официальной программой от LEGO, которая позволит настраивать элементы при помощи интуитивно понятного интерфейса.

Лего держит пальму первенства в роботах-конструкторах уже более десяти лет. Устраиваются соревнования по созданию , где главным призом чаще всего оказывается бюджетное место в престижном ВУЗе.

LEGO Mindstorms – один из 17 вариантов сборки

HUNA

Это сравнительно новый бренд, родом из южной Кореи, который постепенно набирает популярность в кругах юных кибернетиков. Типов наборов HUNA существует два. Их принципиальное отличие заключается в том, что, в одном случае детали выполнены из пластика, а в другом – из металла. Но в то же время их можно комбинировать, так как принцип соединения частей у них общий.

Узнать больше об увлекательных металлических конструкторах для мальчиков можно .

Пластиковые наборы HUNA предназначены для детей, возрастом от шести лет, так как не требуют знания даже основ программирования.

В качестве “мозга” железных комплектов выступает контроллер Arduino, на котором уже стоит специальная прошивка. Среда программирования тут – обычный C-образный язык для Arduino, но для большего удобства его визуализировали.

За счет Arduino, а также более продвинутых систем, данные наборы специализируются на аудитории, достигшей пятнадцати лет. То есть, тех, кто уже перерос Mindstorms.

Makeblock

Следующим конструктором в нашем списке является китайский Makeblock. Как и в предыдущем случае, здесь используется электроника Arduino. Количество продаваемых наборов на официальном сайте просто огромное. Вы можете найти как дешевые комплекты обычных машинок, так и достаточно серьёзные наборы, которые позволяют создать своими руками 3D-принтер.

Все детали Makeblock выполнены из алюминия, на который электростатическим методом нанесена краска (примерно, как и на автомобили). Таким образом, вероятность того, что со временем детали будут выглядеть неказисто, стремится к нулю.

Из интересных моделей следует заметить те, которые выполняют рисунки, среди них:

• mScara – робо-рука, на которую можно вместо маркера поставить лазер;
• mSpider – он рисует в вертикальных плоскостях, подобно пауку перемещаясь на ниточках;
• mCar – машинка, которая рисует маркером там, где она ездит.

Также для этих роботов имеется специальное ПО, которое позволяет создать рисунок любой сложности. Для этого достаточно загрузить его в графический редактор программы.

#Структор

Этот конструктор производится в России и отличается от других тем, что его детали выполнены из вспененного ПВХ. Их толщина составляет пять миллиметров, что позволяет создавать небольшие, но достаточно прочные конструкции.

А тот факт, что ПВХ – мягкий материал, позволяет решить вечную проблему конструкторов – детали не такие, как их хочется видеть. В данном случае все решается обычным канцелярским ножом или скальпелем.

Достоинства ПВХ:

• низкая стоимость;
• простота обработки – достаточно лишь вооружиться ножом, карандашом и линейкой;
• высокая прочность;
• влагоустойчивость;
• пожаробезопасность – температура возгорания листового ПВХ превышает 400 градусов Цельсия.

Малую прочность конструкции производители предлагают решить двумя способами. Первый – просто склеить детали. Лучше всего для таких целей подойдет специальный клей “Космофен”. Второй способ – объединить #Структор с советским (или аналогичным) железным конструктором.

#Структор от “Амперка”

Хоть детали от такого обращения долго не проживут, вы всегда сможете купить лист пластика и вырезать новые. Чертежи деталей находятся в свободном доступе, да и фантазию никто не исключал.

Управление элементами #Структор производится на Arduino. А благодаря универсальности материала, из которого изготовлены элементы конструктора, любой датчик, сервопривод или мотор легко внедряются в конструкцию.

Vex

Фирма известна в основном благодаря своим вибророботам. Но немногие в курсе, что она также производит наборы по созданию полноценных роботов. Наборы предназначены для детей от десяти лет. Но благодаря широкому ассортименту продукции их также можно использовать в школах или университетах.

Если какого-то элемента будет недоставать, всегда можно приобрести его отдельно. На сайте производителя имеется масса различных датчиков, моторов и других элементов конструктора. Кроме того, покупая дополнительные детали, можно повысить сложность изделий.

Только в наборах корейской компании Vex встречаются коробки передач или колеса Илона.

Программирование происходит на одной из нескольких сред. Всего среды три. Первая представляет собой экран, где вместо прописывания команд просто перетаскиваются блоки. Вторая же – классические блок-схемы, как на уроках информатики. Третья среда очень похожа на ПО от LEGO – то же перетаскивание блоков с командами и значениями.

Примечательной особенностью является также наличие ПО VEX Assembler. Это 3D редактор, в котором вы можете придумать и испытать своего робота до того, как начнете его строить вживую.

VEX Robotics by HEXBUG

FischerTechnik

Комплекты конструкторов производит немецкая компания. Линейка ROBOTICS, которая и открывает для детей мир роботов, насчитывает шесть наборов. Все они предлагают создать несколько роботов, которые выполняют те или иные функции. Как и со всеми конструкторами, веселье начинается в тот момент, когда все инструкции уже перепробованы.

Чтобы не было недостатка в деталях и электронных компонентах отдельно можно приобрести наборы расширения, дистанционное управление и многое другое.

Отдельного внимания заслуживают контроллеры, продающиеся отдельно. Хоть их стоимость сопоставима со стоимостью целого набора, границы, которые они открывают, с легкостью перекрывают этот факт.

В продаже имеется два типа контроллеров:

• Robo TX;
• Robo TXT.

Высокая цена за них обусловлена тем, что это не просто контроллеры, а настоящие микрокомпьютеры с поддержкой Wi-Fi, Bluetooth и довольно мощной “начинкой” для своих малых размеров. Для повышения производительности эти контроллеры могут быть совмещены в одну сеть.

Программирование происходит на бесплатной программе Robo Pro. Все команды задаются при помощи логических блоков, что позволяет обучить ребенка азам программирования в игровой форме.

ТРИК

Конструктор родом “рожденный” в России. Его производители решили помочь любителям робототехники, которые используют советские металлические конструкторы. Поэтому все детали имеют отверстия с теми же десятью миллиметрами, что и железные конструкторы.
Этот конструктор на рынке новичок, но уже зарекомендовал себя как универсальный и очень удобный.

На данный момент имеется четыре типа наборов:

• стартовый;
• образовательный;
• школьный;
• соревновательный.

Их различие в количестве деталей и электроники. Во всех наборах вы найдете микроконтроллер, микрофон и видеокамеру или датчики, светодиоды и колеса.

Микроконтроллер ТРИК работает на Linux и имеет на борту процессор с 24 мегагерцами и целые 256 Мбайт оперативной памяти. Также ее можно расширить за счет Flash-карты.

Набор для сборки ТРИКС

Создатели данного конструктора решили не привязывать контроллер к одной среде программирования. Поэтому он поддерживает C, C++, Python и даже Java. Для тех, кто только изучает программирование, имеется специальная среда программирования, предназначенная для контроллера ТРИК.

Так как контроллер поддерживает множество команд, для удобства управления имеется приложение для смартфонов под управлением Android. Команды передаются при помощи Wi-Fi.

MOSS

Американская компания, придумавшая MOSS, пошла нестандартным путем – она отказалась от проводов. Вместо них используются детали кубической формы, которые имеют цветные грани. Их назначение следующее:

1. Зеленые – передача электричества от аккумулятора.
2. Красные – вход данных.
3. Коричневые грани – выход данных.
4. Голубые – эти грани передают и электричество и данные. Они нужны для того, чтобы соединять детали при помощи гибкого элемента.

Да, конструкция довольно сложна, но если в ней разобраться, фантазию в создании роботов будет уже не остановить. А понять в чем суть в ней, может и ребенок 8 лет, на которого конструктор и рассчитан. Модули соединяются межу собой при помощи металлических шаров, крепящихся на магниты. Магниты эти расположены на углах модулей.

Robo Wunderkind от MOSS

Программирование микроконтроллеров можно совершать на двух программах. Первая представляет собой визуализатор с дополнительными параметрами. Она подойдет для тех, кто не очень хорошо разбирается в C-коде.

Вторая же программа направлена на тех, кто хорошо в нем разбирается. Она компилирует ваш код и переносит его в контроллер. Обе эти программы работают на Windows и Mac OS, но не поддерживаются Linux.

Для удаленного правления роботом MOSS существует сразу несколько программ для мобильных устройств. Это и пульты управления, экспорт данных с датчиков, рисование графиков и многое другое. Все программы доступны для iOS, а некоторые и для Android.

Для детей дошкольного возраста можно выбрать набор для сборки без электротехнической составляющей, например, .

Стоит заметить, что в обзоре не учитывались конструкторы, стоимостью свыше ста тысяч рублей, а также те, которые требуют какой-либо пайки.

Робот MECCANO, управляемый с помощью смартфона или планшета

Видео

Данное видео подробно расскажет Вам о программируемых роботах: какие они бывают и какой лучше выбрать.

Чтобы выбрать конструктор, нужно определиться, для кого он:

• LEGO Mindstorms лучше всего подойдет ребенку, который увлекается роботами. А так как у большинства детей есть обширная коллекция LEGO, фантазия ребенка будет поистине безграничной.
• Если вы разыскиваете конструктор для себя, то стоит обратить внимание на ТРИК или #Структор, так как они оба совместимы с советским железным конструктором, а второй к тому же, еще, и выполнен из ПВХ.
• Но, так или иначе, эти конструкторы очень сильно улучшат способности вашего ребенка к логическому мышлению, а также подготовят его к тому, что будет ждать его в школе или институте.

Не лишним будет, перед покупкой , подробно изучить каждый понравившийся набор для сборки. А также подумать над тем, чтобы отдать ребенка в клуб радиолюбителей, если данная тематика ему нравится.

Мы живём в век стремительного развития робототехники и уже сейчас можно найти в магазинах наборы для самостоятельной сборки и программирования роботов. В основном эти наборы ориентированы для обучения детей и студентов, но и для взрослых, интересующихся робототехникой, здесь открываются большие возможности для реализации своих идей. В статье я предлагаю краткую информацию о том, какие конструкторы для сборки программируемых роботов существуют в природе уже сегодня.

Сразу оговорюсь, что буду писать в статье только про конструкторы стоимостью не выше 100 тыс. рублей. Вот какие конструкторы попали в обзор:

Ну и конечно в конце статьи вас ждёт .

LEGO Education WeDo

(Цены обновлены 27.01.2016) Начнём, пожалуй, с самого известного датского брэнда - LEGO . Компания производит два типа конструкторов с возможностью программировать для образовательных целей для разных возрастов. Для детей возраста от 7 лет LEGO выпускает серию LEGO Education WeDo . Здесь вы можете купить стартовый набор «ПервоРобот » (арт. 9580) (около 9000 руб.) и ресурсный набор (арт. 9585) (около 4000 руб.), если деталей вам не хватило. Также дополнительно можно приобрести датчики движения и наклона, мультиплексоры, моторы и лампочки. Отдельно можно приобрести комплект учебных проектов на компакт диске (арт. 2009585) (примерно 5800 руб.).

Программное обеспечение LEGO Education WeDo (арт. 2000097) для программирования роботов этой линейки с комплектом заданий приобретается отдельно и стоит порядка 7000 руб. Программирование здесь визуальное. Вы просто соединяете друг с другом нужные блоки-действия и таким образом составляете программу.

Конечно, все изделия, созданные с помощью этого конструктора, сложно назвать роботами, скорее простыми механизмами, но поверьте, детям возраста 7-8 лет сложнее и не нужно. Также обратите внимание, что собранный механизм должен быть подключен к компьютеру через USB-кабель, чтобы он функционировал.

LEGO Education WeDo 2.0

(Описание добавлено 27.01.2016) Это вторая версия конструктора LEGO Education WeDo , которая была впервые представлена на выставке CES 2016 . Конструктор также адаптирован для детей в возрасте от 7 лет. Но, в отличие от первой версии, здесь уже можно собирать автономных роботов, ведь готовый робот работает на двух батарейках AAA, а взаимодействие с ПК происходит по Bluetooth.

Стартовый набор стоит от 14600 руб. (арт. 45300). Из него можно собрать следующие модели: Майло (научный вездеход), Тягач, Гоночная машина, Землетрясение, Лягушка, Цветок, Шлюз, Вертолёт и Мусоровоз. В комплект набора входит СмартХаб, средний мотор, датчик движения, датчик наклона и 280 разнообразных деталей. Если вам не хватает каких-либо электронных компонентов, вы можете докупить их отдельно. Дополнительно можно приобрести аккумулятор (арт. 45302), который обеспечит более продолжительное время работы (я нашел такой аккумулятор только в одном магазине за 6100 руб.). Ещё учтите, что адаптер для зарядки аккумулятора (ар. 45517) продаётся отдельно (адаптер используется такой же, как и для конструкторов LEGO MINDSTORMS Education EV3 и NXT, см. ниже).

Также вы можете приобрести комплект учебных материалов (арт. 2045300), с помощью которого вы можете реализовать 17 проектов по физике, биологии, географии, исследованию космоса и инженерному проектированию, работа над которыми в сумме может занять более 40 академических часов. Этот комплект я тоже нашёл только в одном магазине за 30000 руб.

Микрокомпьютера здесь как такового нет. Вместо него здесь есть СмартХаб, который играет роль связующего звена между ПК/планшетом и электроникой робота. Т.е. все программы, которые вы напишите, будут работать на ПК или планшете. У СмартХаба здесь всего два порта для подключения датчиков и моторов, один индикатор и всего одна кнопка - кнопка питания. Электроника и ПО первой и второй версий конструкторов несовместимы.

Из плюсов можно также заметить, что к одному ПК или планшету можно подключить до трёх СмартХабов одновременно. Это позволит воспользоваться сразу шестью портами, т.е. вы сможете собрать довольно сложное устройство, у которого может быть шесть моторов или шесть датчиков.

В стартовый набор уже включено бесплатное базовое ПО, в состав которого входят стартовые проекты. Русский язык есть. ПО работает на Windows (7, 8.1 и RT), MacOS, iPad, Android-планшетах и взаимодействует с микрокомпьютером через Bluetooth 4.0. Программирование здесь визуальное, аналогичное первой версии конструктора. Скачать ПО можно . Кроме того есть возможность программировать с помощью Scratch 2. А для особо желающих, есть SDK с открытым исходным кодом, позволяющий взаимодействовать со СмартХабом через Bluetooth.

LEGO Mindstorms Education EV3

(Цены обновлены 27.01.2016) Этот конструктор роботов подходит для детей от 10 лет, хотя и взрослые используют его достаточно активно. Начинающим можно купить стартовый образовательный набор (арт. 45544) примерно за 30000 руб. (см. картинку), из которого вы сможете собрать балансирующего робота, щенка, ступенехода, сортировщика деталей по цветам и многое другое, что вам подскажет фантазия. В стартовый набор входит 541 деталь LEGO Technic и два лотка для их хранения, микрокомпьютер EV3 (с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth ), аккумулятор, три сервомотора (2 больших и один средний), ультразвуковой датчик, датчик цвета, гироскопический датчик и два датчика касания. В набор не входят программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 и зарядка для аккумулятора.

Отдельно хочу заметить, что EV3 – это уже третья версия конструктора. Предыдущие версии назывались NXT (вторая версия) и RCX (первая версия). Версия NXT до сих пор продаётся наравне с EV3 версией, но о старых версиях я не буду здесь писать.

Внутри микрокомпьютера EV3 прячется процессор ARM 9 с операционной системой Linux . Здесь есть 4 входных порта и 4 выходных. В вашем распоряжении 16 Мб флеш-памяти и 64 Мб RAM. Для расширения памяти есть слот для карт Mini SDHC объёмом до 32Гб. На блоке имеется шестикнопочный интерфейс с подсветкой тремя цветами и чёрно белый дисплей разрешением 178x128. Здесь же есть динамик. Микрокомпьютер поддерживает Wi-Fi (встроенного Wi-Fi нет, рекомендуется использовать адаптер NETGEAR WiFi dongle WNA1100 Wireless-N 150 ) и Bluetooth (Bluetooth встроенный) для взаимодействия с роботом. Питание происходит от шести пальчиковых батареек (размера AA) или от литиевого аккумулятора ёмкостью 2050 мАч. От аккумулятора робот проработает дольше, чем от батареек. Заряжается аккумулятор 3-4 часа.

При желании вы можете купить дополнительный ресурсный набор (арт. 45560) примерно за 9000 руб., в комплект которого входят 853 дополнительные детали LEGO Technic . С таким набором вы сможете собрать робота-слона (см. фото), танкобота, фабрику игрушек и многое другое.

Для любителей космоса есть ещё один дополнительный образовательный набор "Космические проекты " (арт. 45570) стоимостью примерно 14000 руб. Чтобы использовать этот набор вам понадобятся стартовый и ресурсный наборы, о которых написано выше. К этому набору дополнительно можно приобрести комплект заданий (арт. 2005574) стоимостью около 11000 руб., в который входят тематические и обучающие миссии, а также исследовательские проекты.

Кроме перечисленных здесь комплектов вы можете найти в продаже домашнюю версию набора LEGO Mindstorms EV3 (арт. 31313) примерно за 21000 руб. (см. картинку ниже). Из этого набора можно собрать 5 базовых роботов и 12 бонусных моделей. В этом наборе немного другой набор деталей и датчиков, в отличае от стартового образовательного набора LEGO Mindstorms Education EV3 . Здесь есть пульт управления, а вместо ультразвукового датчика - инфракрасный (который, кроме изменения расстояний, принимает сигнал от пульта) и отсутствует гироскоп. Будьте внимательны: в наборе отсуствует аккумулятор и вам придётся использовать 6 пальчиковых батареек (AA) или покупать аккумулятор отдельно, а он не дешёвый. Кстати, для пульта тоже понадобятся батарейки: 2 мизинчиковые батарейки (AAA).

Есть в продаже поля для соревнований роботов. Также вы всегда можете отдельно докупить микрокомпьютеры, аккумуляторы, ИК-датчик, ИК-маяк, ультразвуковой и гироскопический датчики, датчики цвета, касания, температуры и звука и сервомоторы. Кстати, датчики от старой версии конструктора NXT тоже подходят.

Каждый микрокомпьютер EV3 имеет четыре входных порта для датчиков и четыре выходных порта для сервомоторов, лампочек и пр. Если вам этого не хватает, вы можете соединить вместе («в гирлянду») до 4-х микрокомпьютеров с помощью дополнительных USB -кабелей. В этом случае управление ложится на плечи главного микрокомпьютера и вы получаете до 16-ти входных портов и до 16-ти – выходных.

Программируются роботы этой серии с помощью программного обеспечения LEGO Mindstorms EV3 . Для домашнего набора ПО скачивается бесплатно . Для образовательных наборов ПО стало бесплатным с 1 января 2016. Программирование здесь тоже визуальное блочное основанное на графическом языке программирования LabVIEW , который позволяет создавать как простые, так и сверхсложные программы. Можно создавать свои блоки с помощью инструмента MyBlocks . Максимальный размер программы – 16 блоков не считая блок начала программы и цикла. Работает ПО на Microsoft Windows или Apple Macintosh . Русский язык поддерживается.

Образовательная версия ПО LEGO Mindstorms EV3 , кроме программирования, позволяет собирать статистические данные с датчиков и записывать их в память микрокомпьютера или в реальном времени передавать их через USB кабель, Wi-Fi или Bluetooth . Собранные данные можно анализировать, строить по ним графики. Здесь есть мультимедийные уроки в помощь ученикам и преподавателям.

Если вас интересует альтернативная среда программирования, то кроме LEGO Mindstorms EV3 вы можете программировать с помощью сред разработки LabVIEW (требуется дополнительный модуль LabVIEW LEGOMINDSTORMS) и RobotC (язык программирования C , RobotC версии 4.x поддерживает серии EV3 и NXT ). Обе среды программирования платные. В RobotC вы даже сможете тестировать робота с вашей программой в виртуальном мире, см. картинку. Виртуальные миры можно скачать . Из бесплатных посмотрите ev3dev . Здесь есть официальная поддержка языков C++ , Lua , Node.js , Python и поддержка сторонними разработчиками языков Google Go , C и Clojure . А установив виртуальную Java-машину leJOS в микрокомпьютер EV3 вы сможете программировать на Java с помощью Eclipse или с помощью Scratch 2 (о том как настроить Scratch 2 читайте в статье «Программирование робота Lego Mindstorms EV3 с помощью Scratch 2.0 »). Для поклонников .NET есть проекты LEGO MINDSTORMS EV3 API и MonoBrick . А для поклонников Basic есть расширение для бесплатной среды разработки Small Basic .

А совсем продвинутые изобретатели могут приобрести датчики сторонних компаний, таких как HiTechnic , и Vernier . Например, вы можете дополнительно приобрести инфракрасный датчик для обнаружения людей и животных, компас, барометр, датчик силы, датчик обнаружения объектов на небольшом расстоянии, датчик угла (измеряет углы и скорость поворота) и другие. Компания HiTechnic предлагает датчики непосредственно адаптированные для EV3 и NXT и к каждому датчику можно скачать программные блоки для ПО LEGO Mindstorms EV3 . Компания Vernier предлагает приобрести адаптер , позволяющий использовать их датчики в конструкторе, и дополнительно предлагает скачать программный блок для ПО LEGO Mindstorms EV3 .

TETRIX

MATRIX

Robotis OLLO

(Цены обновлены 05.05.2015) Корейская компания Robotis , основанная в 1999 году, предлагает конструктор OLLO для самостоятельной сборки роботов. Этот конструктор продаётся в виде наборов, рассчитанных на разный возраст. Из набора Figure (7+) можно создавать фигурки животных, но здесь нет ни моторов, ни датчиков, ни контроллеров. Из наборов Action (8+) и Starter (8+) уже можно создавать подвижные непрограммируемые модели. Здесь есть моторчик, но также нет ни датчиков, ни контроллеров. А вот наборы Explorer (10+), Inventor (10+) и Bug (10+) уже позволят конструировать и программировать роботов. Для набора Explorer есть расширяющий набор Inventor Expansion Set (около 9000 руб.), который превращает набор Explorer в набор Inventor . Стоимость набора Explorer около 16000 руб., Inventor (в 2015 году пропал из розничной продажи), Bug – около 9000 руб.

Из набора Explorer вы сможете сделать 12 моделей, а из набора Inventor - 24 модели по инструкции, но ничего не мешает вам сконструировать свои собственные модели роботов. Максимальный набор Inventor содержит контроллер, два двигателя, два сервомотора, два ИК-датчика, ИК-приемопередатчик, тактильные датчики, светодиодный модуль. В контроллере есть четыре порта для подключения приводов, два многофункциональных порта для подключения датчиков, приводов и порт для дистанционного управления и загрузки программ.

Из набора Bug вы сможете собрать 4 робота-жука, которыми можно управлять с помощью контроллера, они смогут ходить по линии (карточки для создания маршрута в комплекте) и обнаруживать объекты. Здесь в комплекте нет адаптера USB Downloader LN-101 для подключения к компьютеру, а он нужен, если вы собираетесь программировать.

Программируются роботы Robotis OLLO , как и все другие роботы компании, с помощью фирменного программного обеспечения RoboPlus . Для программирования используется C -подобный язык. В состав ПО входят RoboPlus Task (редактор программ, см. картинку), RobotPlus Manager (настройка оборудования), RoboPlus Motion (программирование сложных движений робота), RoboPlus Terminal (терминал) и Dynamixel Wizard (настройка и калибровка сервоприводов).

После написания вашей программы её нужно загрузить в контроллер соединив его с компьютером (см. рисунок) и, после включения робота, ваша программа начнёт выполняться. Скачать программу можно , почитать инструкцию - . Продвинутые программисты могут написать свою собственную прошивку для роботов Robotis OLLO на Embedded C .

Для роботов компании Robotis можно также писать программы прямо на смартфоне или планшете под управлением Android 2.3 и выше с помощью приложения R+ m.Task .

Robotis Bioloid

(Цены обновлены 05.05.2015) С этой серией той же корейской компании Robotis с помощью наборов Premium Kit (около 98000 руб.) и GP (около 234 тыс. руб.) вы сможете собрать человекоподобных роботов. Также в серии есть и другие наборы: STEM Standard (10+) (стоит около 26000 руб.), STEM Expansion (10+) (дополняет набор STEM Standard , стоит около 21000 руб.), Beginner (стоит около 34000 руб.).

Из набора STEM Standard можно сделать 16 различных роботов по схемам, а с набором STEM Expansion можно сделать ещё 9 моделей. В наборе идёт также 48 заданий. Этот набор частично состоит из комплектующих серии Robotis OLLO , а частично – из комплектующих Robotis Bioloid . Т.е. с этим набором вы можете использовать уже имеющиеся у вас наборы обеих серий. Это единственный набор совместимый с сериями OLLO и Bioloid . В наборе микроконтроллер CM-530 , матрица ИК-датчиков (позволяют бежать роботу по линии), 3 ИК-датчика (обнаружение препятствий) и пульт управления RC-100A .

Набор Beginner позволит вам создать роботов 14-ти различных конструкций. В наборе микроконтроллер CM-5 , 4 сервомотора DYNAMIXEL AX-12A и сенсорный модуль AX-S1 .

С набором Premium Kit вы сможете собрать человекоподобного робота в одной из трёх модификациях или 26 простых роботов (см. картинку). Человекоподобный робот из этого набора обладает системой стабилизацией тела благодаря двухосному гироскопу, что позволяет ему ловко удерживаться на ногах при ходьбе.

В наборе контроллер CM-530 (32-битный ARM Cortex, 6 кнопок, микрофон, датчик температуры, датчик напряжения, 6 входных/выходных OLLO-совместимых портов, 5 коннекторов для сервомоторов AX/MX-Series DYNAMIXEL ), 18 сервомоторов, двухосный гироскоп, 2 ИК-датчика, пульт управления RC-100A .

(Описание добавлено 08.06.2015) Этот конструктор я решил добавить сюда, потому что из него, кроме человекоподобного робота можно собрать ещё порядка 26 различных моделей роботов и механизмов. – это детище корейской компании DST Robot (до марта 2015 года компания называлась Dongbu Robot ). Пластмассовые элементы конструктора могут быть одного из следующих цветов: зелёного (по умолчанию), красного, жёлтого или синего. Есть приятный бонус – детали можно распечатать на 3D-принтере. Страничка конструктора находится , а вся документация и 3D-модели . Стоимость в магазинах от 65000 руб.

В наборе микроконтроллер (ATmega128 MCU , в микроконтроллер встроены датчики звука и света), датчик расстояния, IR-пульт дистанционного управления и IR-приёмник для него. Гироскоп/акселерометр и Bluetooth-модель нужно покупать отдельно.

VEX EDR

Конструкторы серии VEX EDR или просто VEX производит компания VEX Robotics . Предназначены они для возраста от 10 лет. Серия подходит как для школ, институтов, так и для продвинутых роботостроителей. В этой серии вы найдёте как наборы, так и отдельно продающиеся запчасти, объекты и поля для соревнований. Программируемые наборы (с микроконтроллером в комплекте) делятся на стартовые (Programming Control Starter Kit и Dual Control Starter Kit ) и наборы для соревнований (Classroom and Competition Mechatronics Kit , Classroom and Competition Programming Kit и Classroom and Competition Super Kit ). Цены на наборы варьируются от 400 до 1000 долларов на сайте производителя . Из каждого наборы вы сможете собрать робота на колёсах с клешнёй, см. картинку. Остальные модели вы можете придумывать самостоятельно, полагаясь на свою фантазию.

Вообще в серии VEX EDR очень широкий перечень компонентов. Вы всегда сможете отдельно приобрести датчики для следования по линии, датчики обнаружения препятствий и измерения расстояния до препятствий, датчики света, оптические датчики положения осей (измерение углового перемещения, направления вращения оси, пройденного расстояния и пр.), потенциометры (определение местоположения и направления при вращении), гироскопы, датчики касания, ограничители движений, акселерометры (измерение ускорения), светодиодные фонарики. Из механики нужно обратить внимание на возможность приобретения шестерёнчатых коробок передач (в том числе и червячную), гусениц, Omni-колёс, колёса Илона.

Программируются роботы этой серии с помощью RobotC , easyC (программирование на языке C с помощью перетаскивания блоков, см. первую картинку снизу), Flowol (программирование с помощью блок-схем, см. вторую картинку снизу) или Modkit (визуальное программирование с помощью блоков). Все среды разработки платные.

VEX IQ

Эта серия тоже производится компанией VEX Robotics и она тоже позволяет создавать программируемых роботов, но рассчитана она на возраст от 8 лет. Стартовые наборы этой серии стоят около 250 долларов на сайте производителя. Всего в серии 3 основных набора (Starter Kit with Controller , Starter Kit with Sensors , Super Kit ), расширяющие наборы, объекты и поля для соревнований, а также комплектующие по отдельности. Все позиции хорошо описаны на сайте производителя . В наборы Starter Kit with Sensors и Super Kit входят датчик цвета, гироскоп и датчик расстояния. Управление с пульта возможно в наборах Starter Kit with Controller и Super Kit . Во все наборы входят датчики касания. Хочется отметить, что в соревновательных наборах вы получите кроме дополнительных деталей Omni-колёса и гусеницы. Микроконтроллер VEX IQ оборудован 12-ю универсальными портами для подключения датчиков и моторов.

Программируются роботы серии VEX IQ с помощью Modkit (визуальное программирование с помощью блоков, см. картинку), а также Flowol и RobotC .

Интересна также виртуальная среда проектирования конструкции вашего робота VEX Assembler (см. картинку). С помощью этого ПО вы сможете виртуально изготовить и опробовать вашу конструкцию ещё на этапе проектирования. В программу уже загружено более 110 деталей конструктора VEX IQ , объекты для соревнований и даже целиком робот Clawbot IQ (робот с клешнёй). Программа доступна для свободного скачивания (заполните форму справа и получите ссылку для скачивания по электронной почте).

VEX PRO

Под этой линейкой продуктов компания VEX Robotics предлагает комплектующие, как вы уже поняли из названия, для профессионалов. Здесь нет наборов. Всё продаётся поштучно или комплектами. Все комплектующие можно посмотреть .

Технолаб

(Цены обновлены 05.05.2015) Под этой торговой маркой скрываются всё те же наборы от компаний Robotis и VEX Robotics , о которых было написано выше. Наборы локализованы и собраны для желающих заниматься робототехникой в зависимости от возраста и степень подготовленности и называются модулями. Всего модулей семь. Это модули предварительного , начального , базового , базового соревновательного , профессионального , исследовательского и экспертного уровней. Подробности о комплектации по всем модулям представлены на сайте ООО «Экзамен-Технолаб» . Компания занимается поставкой модулей для образовательных учреждений, но при желании модули можно найти и в розничной продаже по цене от 65000 руб. за модуль предварительного уровня рассчитанного на возраст 5-8 лет до 398 тыс. руб. за модуль экспертного уровня (14+). Программирование роботов доступно во всех модулях кроме модуля предварительного уровня.

Arduino

Торговая марка Arduino – это инструменты для создания не только роботов, но и множества различных гаджетов. Для роботостроителей здесь есть микроконтроллеры, всевозможные датчики, двигатели, сервомоторы, платы расширений, LCD дисплеи, светодиоды. Но под этой торговой маркой не производятся элементы корпусов или каркасов для сборки роботов. Здесь также нет элементов для монтажа. Единственное исключение - (см. картинку).

Платформа Arduino поддерживается большим количеством сторонних производителей, поэтому найти комплектующие для сборки роботов можно. Также можно найти в продаже и Arduino -совместимые микроконтроллеры и наборы для самостоятельной сборки роботов основанных на этой платформе. Все предлагаемые изделия непосредственно от производителя можно посмотреть .

Программировать микроконтроллеры Arduino можно с помощью бесплатной среды разработки Arduino IDE с открытым исходным кодом (см. первую картинку снизу). Написана Arduino IDE на Java и работает на компьютерах под управлением Windows , Mac OS X и Linux . В Arduino IDE используется язык программирования Processing (язык основанный на Java ). Кроме того некоторые микроконтроллеры Arduino можно запрограммировать с помощью RobotC , Flowol , Minibloq (графический язык программирования, бесплатно, см. вторую картинку снизу), Ardublock (графический язык программирования, встраивается в Arduino IDE , есть перевод инструкции на русский язык, бесплатно), Physical Etoys (бесплатный графический язык программирования для Windows и Linux с открытыми исходниками, русификации нет) и Modkit .

Также для программирования некоторых контроллеров Arduino можно воспользоваться плагином Visual Micro (платный), который встраивается в Microsoft Visual Studio 2008-2013 или в Atmel Studio 6.1-6.2 .

#Структор

(Описание конструктора обновлено 12.09.2016) Компания «Амперка» предлагает собственное решение для сборки Arduino -совместимых роботов – это #-образные панели, рейки и крепления для плат, датчиков и моторов под названием #Структор . Детали изготавливаются фрезеровкой из листов белого вспененного ПВХ толщиной 5 мм. За счёт использования такого материала у вас есть возможность красить детали красками. Прочность элементов достаточная для того чтобы создавать конструкции небольшого размера. В то же время материал податливый и вы можете легко просверливать в деталях отверстия, вкручивать шурупы или менять геометрию деталей канцелярским ножом.

Все элементы легко соединяются друг с другом, а если для динамических конструкций вам не хватает прочности соединений, «Амперка» предлагает склеивать элементы друг с другом. Кроме того, для ещё большей прочности, вы можете использовать детали «совметалконструктора», ведь отверстия в панелях #Структора расположены с тем же шагом 10мм. К сожалению, в мягкости материала, из которого созданы детали конструктора, кроется и небольшой минус – детали недолговечны. Со временем материал в месте креплений деформируется, и детали держатся неплотно.

Стоит отдельно отметить, что чертежи для изготовления деталей находятся в открытом доступе, и вы можете самостоятельно изготавливать элементы конструктора.

Из наборов здесь есть только один: - набор для сборки корпуса двухколёсного робота. В этом наборе нет микроконтроллера и датчиков. Здесь есть только детали корпуса, два мотора с колёсами, опорныйе шарики, один сервопривод, включатель и батарейный отсек, см. картинку снизу. Чтобы робот начал двигаться и ориентироваться в пространстве, вам понадобится докупить к набору управляющую электронику.

А если вы хотите сконструировать что нибудь посложнее, то вы можете купить детали структора по отдельности. Все элементы продаются плашками стоимостью 290 рублей. На каждой из них может быть несколько крупных деталей или множество мелких. Все варианты плашек можно посмотреть на сайте магазина . Для соединения деталей можно купить нейлоновые винты, гайки и стойки . Подробности о конструкторе можно узнать .

Multiplo

(Описание конструктора добавлено 15.05.2015) Multiplo – это Arduino -совместимый конструктор созданный аргентинской компанией RobotGroup . Конструктор полностью открытый, т.е. доступны как исходники ПО, так и чертежи конструктивных элементов (детали можно распечатать на 3D-принтере или нарезать на лазерном станке с ЧПУ). Основные детали пластиковые, уголки и некоторые другие элементы - аллюминиевые, винты, гайки, шайбы и оси - металлические. Эта же компания разработала программу для графического программирования Minibloq , о которой уже было написано выше (один из директоров компании, Хулиан да Силва, является автором этой программы). Официальная страница конструктора , а все инструкции, чертежи и ПО можно скачать .

Конструктор представлен наборами Starter Kit (134 долл.), Building Kit (269.90 долл.) и Monster Kit (479,90 долл.). В наборе Starter Kit контроллер DuinoBot , батарейный отсек (для трёх батареек AA), два инфракрасных сенсора, два двигателя, пульт управления и приёмник сигнала от него, провода и механические детали для постройки простой тележки. В наборе есть отвёртка и ключи, так что дополнительный инструмент вам не понадобится. В наборе Building Kit дополнительно появляются ультразвуковой датчик, 2 сервомотора, 2 датчика света, 2 светодиодные лампочки, а также дополнительные детальки, в том числе и для сборки клешни.

Набор Monster Kit самый большой. В этом наборе целых два микроконтроллера (можно делать сразу двух роботов из одного набора), а также 4 обычных мотора, 6 сермоторов, батарейные отсеки, один ультразвуковой датчик, 4 инфракрасных датчика, два комплекта дистанционного управления (пульт и датчик для приёма сигнала от него), много механических деталей, в том числе и для сборки двух клешней.

Ещё в официальном магазине есть набор Mechanical Kit (159 долл.), содержащий только механические детали, без электронной части. Также можно приобрести по отдельности микроконтроллер DuinoBot с батарейным отсеком (по цене 59.90 долл.), различные датчики и механические детали. И можно бесплатно скачать файлы для печати полей для соревнований. Магазин Multiplo находится .

Поскольку конструктор Arduino-совместимый, то программировать можно с помощью аналогичных средств разработки: Arduino IDE , Minibloq , Ardublock , Physical Etoys и Modkit .

Makeblock

(Описание конструктора добавлено 03.06.2015) Плюсы этого китайского конструктора в том, что здесь используется электроника Arduino и все детали сделаны из прочного штампованного алюминия. Особенно интересны здесь балки, вдоль которых тянется паз с резьбовой перфорацией, в который вы можете вкручивать винты на любом расстоянии друг от друга (см. вторую картинку снизу) и рельсы (см. третью картинку снизу).

Новичкам здесь понравятся модули с унифицированными разъёмами с цветными метками, для удобного и понятного подключения электронных компонентов. Т.е. для правильного подключения нужно просто убедиться в совпадении цвета меток.

Количество как самодостаточных, так и ресурсных наборов в магазине на официальном сайте огромное. Отдельно здесь можно купить датчики, платы, конструктивные элементы и пр. Из тематических наборов хочется выделить наборы для сборки 3D-принтера (набор Makeblock Constructor I 3D Printer Kit , 699,99 долл.), плоттера (XY-Plotter Robot Kit v2.0 , 299,99 долл.), робота играющего на ксилофоне (набор Music Robot Kit , 199,99 долл.), конструктор для сборки робота-художника различных модификаций рисующего фломастерами или выжигающего лазером (набор mDrawBot with Bluetooth and Laser Kit – Blue , 349,99 долл.) и робот-тележка mBot с большим набором датчиков, шасси которого совместимы с деталями LEGO и Makeblock (Bluetooth -версия стоит 74,99 долл., Bluetooth и Wi-Fi версия – 79,99 долл.).

Про набор mDrawBot я хочу написать отдельно. Из него можно собрать одного из 4-х роботов-художников:

mScara – это роботизированная рука, рисующая ручкой или фломастером, а с дополнительным набором Laser Kit (в комплекте есть даже очки для защиты глаз), ручку можно заменить на лазер, который будет выжигать рисунок, например на фанере.

mSpider – паук-художник, который висит на двух верёвочках и рисует на вертикальных поверхностях.

mEggBot – робот, рисующий на яйцах или шариках для пинг-понга.

mCar – трёхколёсный робот-машинка, рисующий на листе бумаги, по которому он ездит.

Но и это ещё не всё. Специально для набора mDrawBot компания Makeblock разработала программу с помощью которой вы сможете импортировать векторный рисунок формата SVG , конвертировать BMP в SVG и масштабирование рисунка. При нанесении рисунка с помощью лазера поддерживаются разные оттенки.

Наборы-конструкторы общего назначения следующие: Starter Robot Kit (Bleutooth -версия стоит 149,99 долл., IR -версия - 119.99) и Ultimate Robot Kit (399,99 долл.). Есть аналогичные наборы без электроники.

Для дистанционного управления роботом есть бесплатное приложение для Android и iOS - Makeblock . Некоторые наборы комплектуются пультами дистанционного управления, например, IR -версия набора Starter Robot Kit .

Программируются роботы Makeblock с помощью программы собственной разработки mBlock , основанной на редакторе Scratch 2.0 , с помощью Arduino IDE или ArduBlock . Чтобы работать в Arduino IDE или ArduBlock необходимо дополнительно установить библиотеку Makeblock . Примеры, инструкции, драйверы и ПО можно найти .

HUNA-MRT

(Цены обновлены 05.05.2015) Под корейским брендом «HUNA-MRT » скрываются наборы для конструирования механизмов и роботов. Наборы FUN&BOT (MyRobotTime ) и KICKY (MRT2 ) – это наборы для начинающих (на возраст 6-8 лет) из пластмассовых деталей и здесь нет программирования. А вот в наборах серий CLASS (MRT3 ) (на возраст 7-11 лет) и TOP (на возраст 9-11 лет) уже есть программируемая плата и есть возможность программировать роботов с помощью простой графической среды программирования. Отличие двух последних серий в том, что в серии CLASS (MRT3 ) детали пластмассовые, а в серии TOP – металлические. Во всём остальном – это полностью совместимые наборы. Детали из одной серии можно использовать вместе с деталями других серий этого брэнда. Есть также более продвинутый набор HUNITRONIC (для возраста 12-18 лет), который укомплектован аналогом микроконтроллера Arduino UNO и платой Extension IO Shield , для подключения датчиков. Все наборы комплектуются графической средой программирования. Получить больше информации по конструкторам можно на сайте ООО «Брейн Девелопмент» . Официальная страничка серии MRT3 .

Цены на программируемые наборы в магазинах начинаются от 15000 руб. (за Huna MRT3 1+2 ) до 36000 руб. (за TOP FULL KIT 2 ). Набор HUNITRONIC мне найти в продаже не удалось.

RoboRobo

Корейская компания RoboRobo предлагает 5 образовательных наборов для сборки программируемых роботов. Они так прямо и нумеруются Robo Kit №1 , Robo Kit №2 , Robo Kit №3 , Robo Kit №4 , Robo Kit №5 . Различаются они количеством деталей, количеством возможных модификаций роботов, которые вы сможете из них собрать по инструкциям, и сложностью. Чем больше цифра, тем больше деталей и тем сложнее. Обязательно обратите внимание, что набор 2 содержит в себе набор 1, набор номер 3 - содержит набор 2 и так далее. Поэтому если у вас уже есть набор Robo Kit №1 , то вы можете расширить его с помощью набора Robo kit №1-2 до набора Robo Kit №2 и тем самым сэкономить. Всего расширяющих наборов 4: Robo kit №1-2 , Robo kit №2-3 , Robo kit №3-4 и Robo kit №4-5 . Официальная страничка конструктора .

В максимальном наборе вы найдёте ИК-сенсор, ИК-пульт управления, датчик звука, датчики касания.

Программируются роботы этой компании с помощью графического интерфейса в программе Rogic Program (см. картинку).

Ещё компания RoboRobo предлагает наборы для очень маленьких детей (5-7 лет): Robo Kids №1 и Robo Kids №2 . Второй набор – дополнительный к первому. Из первого набора можно собрать 16 роботов, а из второго – ещё 16. В этих наборах производитель предлагает интересный подход к управлению роботами. В распоряжении маленьких программистов есть набор карточек, которые проводятся через сканер (см. картинку), который в свою очередь, даёт команды роботу.

fischertechnik

(Цены с сайта дилера обновлены 05.05.2015) Конструкторы fischertechnik выпускает немецкая фирма. Детали конструктора пластмассовые. Разные наборы конструктора рассчитаны на разный возраст. Наборы серии JUNIOR (5+) не имеют ни моторов, ни батареек, это просто конструкторы для малышей. С наборами серии BASIC (7+) и ADVANCED (7+), PROFI (8+) вы можете собирать различные машины и механизмы, они уже могут комплектоваться моторами, солнечными батареями, блоками питания и др. А вот сборка роботов и их программирование начинается в наборах серии ROBOTICS (8+).

В серии ROBOTICS шесть наборов: ROBOTICS LT Beginner Set (ROBOTICS LT Стартовый набор ) (стартовый набор для создания 8-ми автоматических устройств стоимостью 11130 руб.), ROBOTICS TXT Discovery Set (ROBOTICS TXT Набор первооткрывателя ) (для создания 11-ти механизмов и автономных роботов стоимостью 28500 руб.), ROBO TX Automation Robots (ROBO TX Автоматические роботы ) (для создания реалистичных промышленных роботов стоимостью 15300 руб.), ROBO TX ElectroPneumatic (ROBO TX ЭлектроПневматика ) (для сборки 4 пневматических конструкций стоимостью 13150 руб.), ROBO TX Explorer (ROBO TX Исследователь ) (для создания робота на гусеничном ходу в шести модификациях стоимостью 13150 руб.) и ROBO TX Training Lab (ROBO TX Учебная лаборатория ) (для конструирования автоматических устройств и мобильных роботов стоимостью 25500 руб.). Отдельно к наборам можно приобрести аккумуляторный набор, набор для дистанционного управления, набор свет и звук (для создания светозвуковых эффектов), наборы с дополнительными моторами, ресурсный набор и ящики для хранения. При совмещении наборов друг с другом вы сможете значительно расширить возможности в создании роботов.

Часть наборов серии ROBOTICS комплектуются контроллером ROBO TX (кроме стартового набора, который комплектуется контроллером ROBO LT), часть – контроллером ROBOTICS TXT . Из датчиков в наборах попадаются следующие: фотодатчик, датчик температуры, датчик цвета, ультразвуковой датчик расстояния, ИК-датчик следования по линии.

Характеристики контроллера ROBO TX следующие: 32-битный процессор ARM9 , монохромный дисплей разрешением 128х64, объём памяти 8 MB RAM, 2 MB Flash. Размер контроллера – 90 х 90 х 15 мм, вес - 90 г. Здесь 4 выхода для подключения моторов, 8 универсальных входов, 2 разъёма расширений I2C, RS485 для объединения с другими контроллерами, 4 входа и USB для подключения к компьютеру. Также здесь присутствует встроенный Bluetooth . Можно приобрести дополнительный микроконтроллер ROBO TX за 15300 руб.

Отдельно можно приобрести более продвинутый контроллер ROBOTICS TXT за 20250 руб. Вот его характеристики: ОС Linux , два процессора ARM Cortex A8 (32bit/600MHz) + Cortex M3 , память 128 Мб DDR3 RAM, 64 Мб Flash, слот для карт Micro SD , цветной сенсорный дисплей 2.4" разрешением 320 x 240, 8 универсальных входа, 4 высокоскоростных цифровых входа, 4 выхода на моторы, комбинированный модуль Bluetooth /Wi-Fi , ИК-приёмник (для приёма сигнала от пульта), USB 2.0 для подключения к ПК, USB Host (USB A для подключения USB-камеры fischertechnik или USB-свистков), 10 контактный разъём для входа или выхода по I2C интерфейсу, встроенный динамик, встроенные часы с собственной батарейкой. Размер контроллера – 90 x 90 x 25 мм. Контроллеры могут быть спарены. Все подробности о микроконтроллере .

Во все наборы входит ПО для программирования ROBO Pro (см. картинку) (в стартовом наборе вы найдёте облегчённую версию этого ПО). Свежую версию ПО и русификацию всегда можно скачать на сайте производителя .

Контроллер ROBOTICS TXT программируется с помощью ROBO Pro , C-Compiler , PC-Library , MS-RDS . C-Compiler можно скачать на той же странице, что и ROBO Pro .

Engino Robotics Platform

(Описание конструктора добавлено 01.05.2015) Engino Robotics Platform (ERP ) – это разработка кипрской фирмы Engino . Сейчас эта робототехническая платформа представлено только одним набором , из которого вы сможете собрать 6 моделей. Стоимость набора в рознице – около 17000 руб. Набор рассчитан на учеников школы (7+) и студентов.

В наборе микрокомпьютер, программное обеспечение (для частного и образовательного использования), провода, 3 мотора, 3 светодиода, 2 инфракрасных датчика, 1 датчик касания и разнообразные детали.

А вот спецификация микрокомпьютера ERP:

• • • 32-битный микроконтроллер ARM CORTEX-M2.
    • 256 КБ FLASH, 64 КБ RAM.
    • USB-порт 12 Mbit/s.
    • 3 порта для моторов и 4 - для датчиков (светодиоды можно подключать к любым портам).
    • Встроенный зуммер.
    • Питание от 6-ти батареек AA.
    • Встроенный Wi-Fi модуль.

Программировать собранные модели можно непосредственно на самом блоке или с помощью программного обеспечения ENGINO ERP . Дистанционно управлять роботами возможно с помощью приложения Engino ERP Remote Control , которое доступно в Google Play и Apple store .

Все подробности о конструкторе можно найти .

ТРИК

(Описание конструктора добавлено 01.05.2015) Кибернетический конструктор ТРИК – это российский конструктор, металлические детали которого совместимы с "совметалконструктором" (та же перфорация M4 c шагом 10мм). Возраст - 12+. Конструктор только появился, но я уже нашёл его в одном магазине. Цены примерно следующего порядка: стартовый набор - 25000 руб., образовательный – 35000 руб., школьный – 45000, соревновательный – 58000 руб. Разница между наборами в количестве датчиков и деталей, но в каждом наборе есть контроллер ТРИК , видеокамера и микрофон. Все наборы (кроме стартового) комплектуются пластиковой коробкой с отделениями для хранения деталей. В максимальном наборе имеются следующие датчики: 2 датчика освещённости, 2 датчика расстояния, 2 датчика касания. Кроме того здесь есть омни-колёса, светодиодные ленты, аккумуляторы, зарядное устройство.

Вот технические характеристики контроллера ТРИК:

• • • Операционная система: Linux.
    • Центральный процессор: OMAP-L138 C6-Integra™ DSP+ARM® SoC, 375 МГц, Texas Instruments.
    • Ядро центрального процессора: ARM926EJ-S™ RISC MPU.
    • Оперативная память: 256 Мбайт, 6 Мбайт FLASH.
    • Периферийный процессор: MSP430F5510, 24 МГц, Texas Instruments.
    • Интерфейсы пользователя: USB 2.0, WiFi b/g/n, BlueTooth, 2xUART, 2xI2C, Micro-SD, Mic in (stereo), Line out (mono).
    • Интерфейсы двигателей постоянного тока: 4 порта двигателей 6-12V DC, с индивидуальной аппаратной защитой от перегрузки по току (до 2А на двигатель).
    • Интерфейсы периферийных устройств: 19 сигнальных портов общего назначения (6 одноканальных и 13 двухканальных) с питанием 3.3-5V, из них 6 могут работать в режиме аналогового входа.
    • Интерфейсы видео сенсоров: 2 входа BT.656 VGA 640*480, поддержка режима стерео.
    • Встроенный цветной сенсорный LCD монитор 2.4” TFT разрешением 320x240 пикселей.
    • Встроенный динамик номинальной мощностью 1W, пиковой 3W.
    • 2-цветный, программно-управляемый светодиодный индикатор.
    • Слоты расширения: два 26-контактных «щелевых» разъема модулей расширения.
    • Дополнительное оборудование (входит в состав контроллера): 3-х осевой акселерометр, 3-х осевой гироскоп, аудиокодек, усилитель, конвертеры и схемы управления питанием, схемы защиты входов от перегрузок по напряжению и току.
    • Электропитание 6-12V DC, внешний сетевой адаптер либо LiPo аккумулятор RC 3P (11,1V) / 2P (7,4V).

Программирование возможно на С , С++/Qt , JavaScript , С#/F# (.NET) , Python и Java. Есть также собственная среда разработки - которая работает на Windows и Linux, см. картинку.

Для дистанционного управления разработано приложение для Android . Подключение к контроллеру происходит через Wi-Fi .

Подробности о конструкторе на официальном сайте .

MOSS

(Описание конструктора добавлено 02.06.2015) Конструктор MOSS , созданный американской компанией Modular Robotics , на мой взгляд, самый необычный конструктор из всех здесь перечисленных. Здесь нет ни проводов и ни привычных способов соединения деталей. Весь конструктор состоит из модулей кубической формы с гранями разных цветов и различных соединительных элементов, таких как, скобы и уголки. Все они крепятся друг к другу с помощью шариков-магнитов, которые позволяют создавать жёсткие или шарнирные соединения.

Разные цвета граней модулей сделаны не только для красоты, они ещё обозначают характеристики. Зелёные грани проводят электричество. У модуля аккумулятора все грани зелёные и основная цель этого модуля – поставлять энергию всем остальным модулям. Например, чтобы запитать модуль с мотором, вы должны соединить одну из его зелёных граней с зелёной гранью аккумулятора. Красные и коричневые грани проводят данные: красный – выход данных, коричневый – вход данных. Например, если вы хотите, чтобы датчик расстояния управлял скоростью вращения мотора вам нужно соединить красную грань модуля датчика расстояния с коричневой гранью модуля мотора. Голубые грани – передающие, через них передаётся энергия и/или данные. Например, если вам нужно запитать какой либо модуль, который находится на расстоянии от батареи, вы можете использовать голубые грани гибкого модуля или несколько простых модулей.

Что касается аудитории, на которую рассчитан конструктор MOSS , то разработчики уверяют, что он подойдёт как детям в возрасте от 8-х лет, так и взрослым. Есть ещё наборы Cubelets для детей в возрасте от 4-х лет, в которых нет шариков.

К сожалению, конструктор не продаётся в России и нельзя заказать доставку в Россию при заказе на официальном сайте конструктора .

Robo Wunderkind

(Описание конструктора добавлено 05.10.2015) А вот ещё один кубический конструктор совместимый с конструктором LEGO . Конструктор Robo Wunderkind так же как и конструктор MOSS состоит из модулей в форме куба, за исключением микроконтроллера, который состоит как бы из сдвоенных кубиков (на фото микроконтроллер оранжевого цвета). Модули соединяются друг с другом без проводов с помощью специальных соединительных элементов.

Сейчас на сервисе Kickstarter вы можете предзаказать следующие варианты наборов: стартовый (STARTER KIT , за 149 долларов), расширенный (ADVANCED KIT , за 249 долларов) и профессиональный (PROFESSIONAL KIT , за 499 долларов). Первые поставки начнутся в июле 2016 года. Наборы рассчитаны на детей от 5 лет и взрослых. В стартовом наборе есть системный модуль (микроконтроллер), модуль с датчиком расстояния (красного цвета), модуль Bluetooth (голубого цвета), аккумуляторный модуль (зелёного цвета), модуль-сервомотор (жёлтого цвета), пустой модуль, 2 модуля-мотора (синего цвета), 2 колеса, 7 соединительных элементов, 2 адаптера LEGO (для присоединения стандартных деталей LEGO, например, человечков, как показано на картинке) и одно пассивное колёсико. В расширенном наборе добавляется ещё 2 пустых модуля, модуль с LED-дисплеем, модуль с датчиком света, модуль с метеодатчиком, ещё 6 соединительных элементов и ещё 2 адаптера LEGO. В профессиональном наборе , по сравнению к расширенному, добавляется ещё 1 аккумуляторный модуль, ещё один модуль-сервомотор, ещё 3 пустых модуля, модуль с инфракрасным датчиком, модуль с лазерной указкой, модуль с экраном на основе электронных чернил, модуль с камерой, модуль с акселерометром, ещё 9 соединительных элементов, ещё 4 адаптера LEGO, и ещё одно пассивное колёсико.

А вот характеристики конструктора: процессор Allwinner A13 SoC, оперативная память RAM 256 Мб DDR3, Storage eMMC Flash Memory 4 GB, WiFi 802.11 b/g/n, Bluetooth 2.1/3.0/4.0. В системный модуль встроены микрофон и динамик.

Программировать готового робота можно с помощью специального приложения, доступного для iOS и Android . В планах разработчиков есть создание приложения для Windows , правда только к сентябрю 2016 года. Программирование здесь графическое. Кроме того поддерживается Scratch . Также создатели конструктора предоставляют API для разработки, как они пишут, на любом языке программирования.

Какой конструктор программируемых роботов покупать?

Итак, попробуем подвести итог всей полученной информации. Для поверхностного изучения робототехники подойдёт любой из стартовых наборов перечисленных конструкторов. Но, если вы планируете заниматься робототехникой серьёзно, то стоит посмотреть чуть глубже. Нужно оценить возможности каждого конструктора (виды датчиков, мощность и функциональность микроконтроллеров, наличие тех или иных частей для создания корпусов и др.).

Хорошей базой всевозможных датчиков обладает конструктор LEGO , но у микроконтроллера LEGO мало портов (всего 4 на вход и 4 на выход). Можно конечно соединять микроконтроллеры вместе, но тогда встаёт вопрос, куда девать такое количество контроллеров в автономных моделях (несколько контроллеров – это довольно объёмно). Также нужно отметить возможность создания роботов на основе LEGO из металла с помощью наборов TETRIX и MATRIX . Кроме того у LEGO большая армия поклонников, в том числе и в России.

Также хорошими возможностями обладают конструкторы от компании VEX Robotics . Здесь большой выбор датчиков, элементов конструкций и ПО для программирования роботов.

Если вы не собираетесь разрабатывать свою собственную конструкцию робота и вам не жалко денег, то обратите внимание на набор Premium Kit конструктора Robotis Bioloid . С этим набором вы можете собрать человекоподобного робота и запрограммировать его на свой вкус. Но стоит обратить внимание, что разновидность датчиков мала.

Если выбирать конструктор по контроллерам, то наиболее продвинутым выглядит конструктор fischertechnik . Здесь самый мощный контроллер с самым большим количеством портов, с возможностью подключения камеры и со встроенными Wi-Fi и Bluetooth модулями.

Если же вы хотите практически безграничных возможностей, то вам нужно обратить внимание на торговую марку Arduino . Здесь всё по-взрослому: много сред разработки, много совместимых аналогов, но нужно самостоятельно придумывать конструкции ваших роботов. Не удивительно, что с использованием этой платформы часто делают роботов из фанеры или картона или печатают детали на 3D принтере. Не забывайте также про Arduino-совместимые конструкторы, например, Multiplo и Makeblock .

Отечественный конструктор ТРИК также даёт большие возможности для творчества, т.к. здесь в комплекте есть камера, микрофон, акселерометр. Здесь также, как в конструкторе fischertechnik есть цветной сенсорный экран. К тому же за основу взят крепкий металлический конструктор.

А если вы присматриваетесь к конструкторам без проводов, то обратите внимание на конструкторы MOSS и Robo Wunderkind .

Несмотря на выявленные сильные стороны перечисленных выше наборов, все наборы хороши. И, конечно, вам самим нужно будет выбирать конструктор по своим собственным предпочтениям. Но в любом случае, покупая один из перечисленных в статье наборов, вы автоматически вступаете в мир робототехники.

Программирование роботов обычно является заключительным этапом, связанным с созданием роботов.

Если вы изучали уроки, то вы выбрали приводы, электронику, датчики и т.д. И кто-то, наверное, смог собрать робота, которого придумал ранее. Но без программирования, робот является очень красивый и дорогим макетом, не умеющим делать ничего.

Чтобы научить вас программировать роботов, потребуется не один урок. Поэтому этот урок поможет вам лучше понять, как начать и что нужно изучить именно вам.

Какой язык выбрать?

Какой язык программирования выбрать для вашего робота? Существует много языков программирования, которые можно использовать для программирования микроконтроллеров. Наиболее распространенными языками программирования роботов являются:

• Ассемблер
• Basic
• C / C ++
• Python
• Программное обеспечение Arduino

Ассемблер

Это язык низкого уровня максимально приближенный к машинному коду. Программирование роботов очень сильно зависит от архитектуры процессора и достаточно трудоемко в использовании. Ассемблер нужно использовать только тогда, когда вам необходим абсолютный контроль над вашим кодом на уровне инструкций;

Basic

Один из первых широко используемых языков программирования. Он по-прежнему используется некоторыми микроконтроллерами (Basic Micro , BasicX , Parallax) для программирования учебных роботов;

C / C ++

Один из самых популярных языков. Язык Си обеспечивает высокоуровневую функциональность, сохраняя при этом хороший контроль низкого уровня;

Java

Он более современный, чем Си. Он обеспечивает множество функций безопасности в ущерб контролю низкого уровня. Некоторые производители делают микроконтроллеры специально для использования с Java.

C #

Запатентованный язык Microsoft используется для разработки приложений в Visual Studio;

Программирование для контроллеров Arduino

Используется вариант C ++. Программирование роботов на нём включает некоторые упрощения для того, чтобы сделать программирование не таким сложным;

Python

Один из самых популярных языков сценариев. Он очень прост в освоении и поэтому может использоваться для быстрой и эффективной передачи программ.

Вы выбрали микроконтроллер на основе необходимых вам функций (количество операций ввода-вывода, специальные функции и т. д.). Часто микроконтроллер предназначен для программирования на определенном языке.

• Микроконтроллеры Arduino используют программное обеспечение Arduino и перепрограммируются в процессе обработки.
• Базовые микроконтроллеры Stamp используют PBasic.
• Микроконтроллеры Basic Atom используют Basic Micro.
• Javelin Stamp из Parallax запрограммирован на Java.

Если вы выбрали микропроцессор известного или популярного производителя то, скорее всего, существует много литературы по этой теме. Следовательно вы сможете научиться программировать на выбранном языке программирования. В этом случае программирование роботов не вызовет больших трудностей.

Если же вместо этого вы выбрали микроконтроллер у небольшого, малоизвестного производителя (например, потому что у него было много функций, которые, по вашему мнению, были бы полезны для вашего проекта), то важно посмотреть, на каком языке должен быть запрограммирован контроллер и какие средства разработки доступны (обычно от производителя контроллеров).

Программирование роботов — начало.

Первой программой, которую вы, вероятно, будете писать, является . По историческим причинам большинство учебников по программированию начинаются с этой фразы.

Это одна из простейших программ, которые могут быть сделаны на компьютере.

Она предназначена для печати строки текста (например, «Hello World») на мониторе компьютера или на ЖК-экране контроллера.

В случае с микроконтроллером другой очень простой программой, которую вы можете сделать — это переключение вывода IO. Присоединение светодиода к выходному контакту. Затем установление контакта I / O в положение ON и OFF приведет к миганию светодиода. При помощи контактов I / O можно запрограммировать много сложных функций. Например, включение многосегментных светодиодов для отображения текста и цифр, управления электромагнитными реле, сервоприводами и т.д.

Шаг 1.

Убедитесь, что у вас есть все компоненты, необходимые для программирования микроконтроллера. Не все микроконтроллеры поставляются со всем необходимым для их программирования. Большинство микроконтроллеров необходимо подключить к компьютеру через USB-штекер.

Если ваш микроконтроллер не оснащен разъемом USB, возможно вам понадобится отдельный USB-адаптер для последовательного интерфейса. Этот адаптер нужно правильно подключить. Многие микроконтроллеры программируются либо через порт RS-232, либо через USB. Часто они включают в себя разъем USB на плате. Разъем USB используется не только для двусторонней связи, но и для питания платы микроконтроллера.

Шаг 2.

Подключите микроконтроллер к компьютеру и проверьте, к какому COM-порту он подключен.

Не все микроконтроллеры смогут быть обнаружены компьютером. Поэтому вы должны прочитать в руководстве «Начало работы. И тогда вы будете точно знать, что нужно сделать, чтобы компьютер распознал его и смог с ним общаться. Вам может быть придется загрузить «драйверы» (специфичные для каждой операционной системы), чтобы ваш компьютер мог понять, как общаться с микроконтроллером и / или USB-конвертером последовательного преобразователя.

Шаг 3.

Прочитайте руководство пользователя продукта. Проверьте работоспособность при помощи приведенных в нем примеров написания кода с нужным протоколом связи.

Не нужно изобретать велосипед. Большинство производителей предоставляют некоторый код (или псевдокод), объясняющий, как заставить контроллер работать. Пример кода может быть на языке программирования, который вы не знаете, но не стоит отчаиваться. Просто выполните поиск в Интернете, чтобы узнать, создали ли другие люди необходимый код.

• Изучите руководства по продуктам и руководство пользователя.
• Посетите форум производителя.
• Проверьте публикации в Интернете для продукта и кода.
• Прочтите руководство, чтобы понять, как написать код.

Создавайте управляемые куски функционального кода.

Создавая сегменты кода, специфичные для каждого продукта, вы постепенно создаете библиотеку. Создайте файловую систему на своем компьютере, чтобы легко найти необходимый код.

Документируйте все в коде, используя комментарии.

Документирование всего необходимо практически для всех рабочих мест, особенно для робототехники. По мере того, как вы становитесь все более и более продвинутыми, вы можете добавлять комментарии к общим разделам кода. Но при запуске вы должны добавить комментарий к (почти) каждой строке.

Сохраняйте разные версии кода.

Не всегда перезаписывайте один и тот же файл. Если вы обнаружите, что ваши 200+ строк кода не будут компилироваться, не стоит останавливаться только на этой версии кода. Вместо этого вы можете вернуться к ранее сохраненной (и функциональной) версии и добавить или изменить ее по мере необходимости. Код не занимает много места на жестком диске. Поэтому вы можете спокойно сохранять несколько копий.

При отладке робота поднимите его.

Нужно, чтобы колеса, гусеницы или ноги не касались поверхности. Тогда ваш робот не сможет себе навредить даже случайно. Не закрывайте деталями кнопку отключения питания. Это пригодится для того, чтобы в случае необходимости можно было его отключить.

Если код делает что-то, что кажется неработоспособным.

Через несколько секунд, выключите питание. Скорее всего проблема не исчезнет сама собой и нужна корректировка, а пока вы можете уничтожить часть механики. Сначала подпрограммы могут быть трудны для понимания, но они значительно упрощают ваш код. Если сегмент кода повторяется много раз в коде, он является хорошим кандидатом для замены подпрограммой.

Практический пример.

Для нашего проекта был выбран набор Lego Mindstorms EV3. Для него есть специальная графическая среда программирования EV3 Programmer. Её можно бесплатно скачать с официального сайта Лего и сразу приступать к программированию робота.

Программирование происходит при помощи пиктограмм и является доступным для понимания.

Установка программного обеспечения для Lego EV3.

Программирование промышленных роботов в SprutCAM

Николай Конов,
директор компании KROKK, d.o.o., Словения, г.Любляна (www.krokk.si)

Индустриальные роботы в современной промышленности

Мировой рынок роботов

Применение индустриальных роботов во всем мире каждый год увеличивается. К 2018 году более 1,3 млн роботов будут введены в эксплуатацию по всему миру. Средний показатель плотности применения роботов в производстве, по данным 2014 года, равен 66 единицам на 10 тыс. работников. В 21 стране этот показатель выше среднего (рис. 1).

В них входит большинство индустриально развитых страх Европы, США, Канада и Азиатский регион (Южная Корея, Япония, Тайвань). Словения занимает в этом списке не последнее место и с показателем 100 роботов на 10 тыс. человек занимает лидирующие позиции по автоматизации производства. Наибольшее применение роботы находят в автомобильной промышленности, где наблюдается более высокая плотность роботизации производства (рис. 2).

Области применения роботов

Самой распространенной областью применения роботов является выполнение повторяющихся операций на производственных линиях, таких как сварка, перемещение деталей, покраска, сборка и др. Как правило, роботы на таких линиях действуют циклически по программе и выполняют одни и те же операции, заменяя рутинный человеческий труд. Это позволяет максимально автоматизировать производственный процесс, уменьшить фактор человеческой ошибки и максимально увеличить производительность. Но для современных роботов выполнение простых операций по перемещению — не предел их возможностей.

Робот, благодаря наличию шести степеней свободы, может также делать сложные многоосевые перемещения вдоль необходимой траектории, выполняя, таким образом, любую обработку, которая до этого была возможна только на специализированных станках. Это становится реальным прежде всего вследствие многолетней эволюции индустриальных роботов и контроллеров. Индустриальные роботы стали более точными и жесткими — возможно позиционирование робота с точностью до нескольких сотых долей миллиметра. Совершеннее стали и контроллеры роботов — они позволяют управлять несколькими роботами одновременно, а также интерполировать перемещения робота с дополнительными линейными и поворотными осями. Всё это создало предпосылки для использования роботов в тех отраслях, где до сих пор было возможно применение только специализированных станков с ЧПУ.

Возможности индустриальных роботов в обработке материалов

Тенденция применения индустриальных роботов для различных видов обработки материалов приобретает всё большую популярность в мировой промышленности. И этому есть объяснение: роботы имеют ряд преимуществ перед классическими станками с ЧПУ, такие как: шесть степеней свободы; большая зона обработки; использование того же робота для захвата заготовки; более низкая стоимость; использование дополнительных осей позиционирования детали.

Разберем эти преимущества и рассмотрим конкретные примеры и области применения индустриального робота для обработки материалов. Конечно, при помощи роботов можно заменить далеко не все типы обработки, так как имеют место ограничения по точности и жесткости. Далее будут рассмотрены примеры применения роботов в тех областях, где это экономически целесообразно и удовлетворяет требуемому качеству конечных изделий.

Доступная пятиосевая обработка

Станки с ЧПУ, позволяющие обрабатывать деталь по пяти степеням свободы, безусловно, являются более дорогими по сравнению с простыми трехосевыми станками. А если такой станок предназначен для обработки крупногабаритных деталей, то его стоимость возрастает в геометрической прогрессии.

Все индустриальные роботы, так же как и пятиосевые станки, изначально имеют возможность позиционировать инструмент, но стоимость такого решения иногда в разы меньше сходного по характеристикам станка. В результате сложная пятиосевая обработка изделий, нетребовательных к точности, становится доступной даже для малых предприятий. Яркий пример тому — художественная обработка камня (рис. 3).

Художественная обработка материалов — не только камня, но и дерева, гипса, пластика и др. — одна из наиболее подходящих областей для применения роботов. Здесь не требуется высокая точность, при этом, как правило, заготовки бывают довольно внушительных размеров и всегда имеют поверхность сложной формы. Применение робота позволяет выполнять обработку любой сложности и полностью в многоосевом режиме.

Большая зона обработки

Очень часто изделие, которое необходимо обработать, требует от оборудования больших зон перемещения. Примерами могут служить корпуса лодок, шасси прицепов, прототипирование крупногабаритных изделий, подготовка форм для литья и др. Для обработки таких изделий необходимы специализированные станки с большими зонами перемещения, стоимость которых соизмерима с их размерами.

Однако робот может быть размещен на подвижной платформе, длина перемещения которой может быть практически любой. Современные контроллеры промышленных роботов позволяют выполнять интерполяцию движений робота и дополнительно до трех линейных осей перемещения самого робота. Это дает возможность применения промышленного робота практически в неограниченном пространстве. Пример — роботизированная ячейка обработки корпуса лодки (рис. 4).

Обработка корпуса лодки требует не только сложной ориентации инструмента, но и большой зоны перемещения. Применение робота, установленного на подвижном портале, позволяет легко обработать весь корпус лодки. При этом перемещения робота вдоль портала полностью синхронизированы с движениями суставов и позволяют инструменту перемещаться вдоль всего корпуса, поддерживая правильную ориентацию.

Многоцелевое использование робота

Промышленный робот может в одном и том же технологическом процессе использоваться как для захвата заготовки, так и для перемещения ее через инструмент. Так называемая схема «заготовка к инструменту» позволяет реализовать целую технологическую цепочку обработки изделия, а также перемещения изделия в необходимое место для дальнейших операций всего на одном роботе (рис. 5).

После формирования сиденья стула в термопластавтомате необходимо выполнить обрезку, шлифовку граней и полировку сиденья стула. Все эти операции выполняются последовательно с захватом сиденья роботом, в то время как инструменты находятся на фиксированных позициях.

Дополнительные степени свободы

Современные контроллеры роботов могут управлять не только дополнительными линейными перемещениями самого робота, но и дополнительными осями вращения рабочего стола с закрепленной на ней заготовкой. Такое решение задает дополнительную степень свободы заготовки и позволяет использовать более компактный робот для обработки заготовки со всех сторон. Естественно, управление дополнительными осями полностью синхронизировано с движениями суставов робота (рис. 6).

Для сварки бака со всех сторон используется дополнительная поворотная ось, которая управляется синхронно с осями робота и позволяет выполнить операцию сразу со всех сторон.

Таким образом, современные промышленные роботы могут использоваться для многих операций обработки там, где раньше это невозможно было представить: фрезерование (метал, камень, дерево, резина, пластик и др.), шлифовка, полировка, обрезка, снятие заусенцев, резание (плазменное, водяное, лазерное). Такие решения находят применение во многих отраслях промышленности и доступны даже для малого бизнеса, что позволяет ему развиваться и при небольших инвестициях.

SprutCAM для программирования роботов

Стандартные возможности создания программ

Все вышеперечисленные примеры требуют программирования сложных перемещений инструмента и, как следствие, осей робота. При классическом программировании роботов задание перемещений происходит последовательно — от точки к точке. Такой подход очень трудно применить для сложных траекторий, связанных еще и с ориентацией инструмента. Подобное программирование также потребует много времени, в течение которого робот фактически будет занят и не будет задействован в производственном процессе. Многие производители предоставляют возможность создания программ для робота в G-коде или в близком формате, когда программист учитывает лишь координаты центральной точки инструмента и создает программу в обычном декартовом пространстве, а положение фактических осей робота пересчитывается контроллером. В этом случае можно провести аналогию со станками с ЧПУ, которые имеют схожие возможности.

Простые перемещения запрограммировать таким способом возможно, но когда речь идет о сложном формообразовании или использовании дополнительных осей, то выполнение задачи за разумный промежуток времени становится проблематичным, при этом написание такой программы вручную — довольно сложная задача, а иногда и практически невозможная.

Применение CAM-системы для программирования

Логичным выходом из данной ситуации, следуя аналогии с классическими станками, в которых для создания программ обработки сложных форм применяют CAM-системы, является применение CAM для программирования робота. Действительно, создание траектории перемещения инструмента ничем не отличается от создания ее для станка. Разница лишь в том, что, впоследствии движения инструмента должны быть пересчитаны в движения осей робота и дополнительных осей. Этой возможностью обладает далеко не каждая CAM-система.

Кроме того, CAM-система должна понимать кинематику робота и учитывать все его возможности для позиционирования инструмента, избегать сингулярности и коллизий.

Компания «СПРУТ-Технология» уже более 20 лет занимается разработкой программного обеспечения SprutCAM. Одной из опций данного продукта является возможность создания программ для промышленных роботов на основе загружаемой 3D-модели изделия.

Используя множество стратегий обработки, программист может задать необходимые траектории перемещения инструмента. SprutCAM, основываясь на реальной кинематике робота, вычислит положение и ориентацию инструмента в каждой точке, рассчитает координаты каждой из осей робота. Детализированная симуляция позволит полностью смоделировать реальное поведение робота, избежать коллизий и увидеть результат обработки. Инструменты по оптимизации положения суставов робота дают возможность наилучшим образом определить оптимальные координаты осей для каждой точки.

Функции SprutCAM

Стратегии обработки

Будучи многофункциональной CAM-системой, SprutCAM содержит большое количество стратегий для любых видов обработки: фрезерования (черновые, чистовые, многоосевые операции); резания; сварки (рис. 7).

Кроме того, SprutCAM обладает уникальными стратегиями аддитивной обработки и обработки инструментом типа «нож». Все эти стратегии возможно использовать при программировании робота.

Поддержка

В SprutCAM уже реализована поддержка большинства известных производителей роботов: известны кинематические модели и готовы постпроцессоры. Уже выполнено и полностью отлажено для пользователя взаимодействие с роботами ведущих производителей (рис. 8). Внедрение продукта под конкретную задачу занимает минимальное количество времени.

Преимущества использования SprutCAM для программирования роботов

• Offline-программирование роботов увеличивает полезную загрузку;
• гораздо более быстрое создание программ, чем от точки к точке;
• легкое программирование роботов с дополнительными осями;
• автоматическая оптимизация и поиск безаварийных перемещений;
• реалистичная симуляция и проверка программ;
• готовые постпроцессоры для генерации программы на языке контроллера;
• создание программ такое же простое, как при программировании станков с ЧПУ.