Розроблення цифрового двійника для оптимізації роботи робототехнічного маніпулятора

Abstract

Метою кваліфікаційної роботи є розроблення цифрового двійника робототехнічного маніпулятора для підвищення ефективності його функціонування шляхом оптимізації параметрів керування, аналізу робочих режимів та прогнозування поведінки системи в реальному часі. Об’єктом розробки є процес функціонування робототехнічного маніпулятора в умовах виконання виробничих або технологічних операцій. Предметом розробки є методи та засоби створення цифрового двійника робототехнічного маніпулятора, алгоритми моделювання його поведінки, а також способи оптимізації режимів роботи на основі отриманих даних. У роботі проведено аналіз принципів побудови цифрових двійників, архітектур промислових кіберфізичних систем, сучасних робототехнічних маніпуляторів, методів синхронізації та програмних засобів їх реалізації. Обґрунтовано вибір маніпулятора FANUC M-10iA/8L як об'єкта дослідження, сформульовано вимоги до системи та розроблено архітектуру цифрового двійника. Також виконано розрахунок геометричної та кінематичної моделей маніпулятора. Розроблено програмне забезпечення цифрового двійника в середовищі Unity 3D, створено тривимірну модель маніпулятора та реалізовано механізми керування його рухами. Проведено експериментальні дослідження, які підтвердили коректність роботи програмної реалізації, точність відтворення кінематики та можливість використання цифрового двійника для моделювання, тестування й оптимізації роботи робототехнічного маніпулятора.