«ПОИНТ» — официальный дистрибьютор Autodesk в России +7 (495) 781-54-81 point@pointcad.ru
Задать вопрос специалисту Приобрести подписку
на продукт Autodesk

Robo-C — робот с человеческим лицом

Компания Promobot

Promobot — крупнейший производитель автономных сервисных роботов в России, Северной и Восточной Европе, резидент  «Сколково». Компания, основанная в 2013 году, ведет разработки в области мехатроники, электроники, искусственного интеллекта и нейросетей, автономной навигации, распознавания речи, создания искусственных кожи и мышц. Ее главный на данный момент продукт – робот «Промобот», выполняющий сервисные функции: консьержа, экскурсовода, консультанта, администратора и т.д.

Первые итерации «Промобота» были сделаны вручную. Постепенно разработчики повышали требования к своему продукту и искали способы поставить производство на поток. Робот прошел эволюцию от «машины», не имеющей внешнего сходства с человеком, до антропоморфной модели.

fusion360

Антропоморфный робот Robo-C, промышленный образец

«Мы хотели получить кардинально новый продукт с точки зрения дизайна и робототехники, – рассказывает руководитель проекта «Промобот» Андрей Васьков. – У предыдущих аппаратов были подвижные части, но «лицо» представляло собой светодиодный экран в пластиковом корпусе. Для разработки новых итераций «Промобота» требовался новый программный инструмент, с помощью которого мы смогли бы добиться большей реалистичности образа с возможностью промышленного выпуска. Таким продуктом стал Autodesk Fusion 360».

Новые задачи – новые инструменты

«К началу разработки Promobot V.4 у меня уже был опыт полигонального проектирования, – рассказывает Андрей Васьков. – Я знал, как образуются тела, как работать с формообразующими точками, полигонами. В Autodesk Fusion 360 очень удобное пространство скульптинга, его можно использовать для создания базы твердых тел и поверхностей».
Нюанс, однако, состоял в том, что остальные конструкторы компании исторически работали в ПО «Компас-3D». Поэтому на данном этапе работу в Autodesk Fusion 360 и «Компас-3D» было решено вести параллельно. В «Компас-3D» создавали функциональный каркас робота, задающий ограничения на проектирование корпуса с точки зрения объемов. С помощью пространства скульптинга в Autodesk Fusion 360 были созданы формы и поверхности поверх имеющегося каркаса. «В дальнейшем полигональные модели, сделанные во Fusion 360, послужили базой для создания твердотельных моделей, – говорит Андрей Васьков. – Самым удобным было то, что, работая со свободными формами, я мог сделать любую форму в объеме, перевести ее в поверхность, нарезать, придать толщину, посмотреть, как будет выглядеть готовая деталь, и понять, что надо переделать».

«Мы много раз меняли форму корпуса, пока не пришли к окончательному дизайну. Fusion 360 позволил нам спроектировать корпус робота, получить твердотельные модели, которые мы отправляли на разные производства – фрезеровку, 3D-печать, изготовление матриц, листовую резку, гибку металла, отливку в пластике».
Андрей Васьков, руководитель проекта «Промобот»

Лазерное сканирование позволяет получить полный объем информации о реальной геометрии объекта

Процесс разработки новой модели робота включал большое количество итераций. «Мы искали различные методы производства, много раз меняли форму корпуса, пока не пришли к окончательному дизайну, – говорит Андрей Васьков. – Autodesk Fusion 360 позволил спроектировать корпус, получить твердотельные модели, которые мы отправляли на разные производства – фрезеровку, 3D-печать, изготовление матриц, листовую резку, гибку металла, отливку в пластике».

Окончательная модель корпуса была полностью пересобрана в Autodesk Fusion 360. «В геометрии «Компас-3D» много мелочей, не имеющих значения для точного моделирования корпуса, например, резьба у винтов, – объясняет Андрей Васьков. – Такие детали перегружали сборку, и мы от них отказывались». Также при сборке «чистовой» модели во Fusion 360 выяснилось, что зазоры между деталями в два раза больше, чем было рассчитано в «Компас-3D», – не была учтена толщина краски. Такие ошибки исправлялись уже в новой модели робота во Fusion, откуда исправленная модель вновь переправлялись в «Компас-3D».

fusion360

Robo-C, модель в Autodesk Fusion 360

Fusion от задумки до реализации

Новейший продукт компании, продолжающий линейку «промоботов», – Robo-C. В отличие от предыдущих поколений, он обладает антропоморфной головой – точной копией головы человека. Успешный эксперимент с использованием Autodesk Fusion 360 при разработке корпуса Promobot V.4 привел к решению использовать это ПО для Robo-C. Человеческая голова служила для проектировщиков ограничителем по габаритам. Поэтому они начали с того, что отсканировали голову человека, сделали на основе скана модель в Autodesk Fusion 360 и уже в габаритах этой модели проектировали каркас и механику.

Задачи:

  • Создание корпуса для антропоморфного робота
  • Передача деталей корпуса на производство
  • Контроль качества производства

fusion360

«Основным преимуществом Autodesk Fusion 360, проявившим себя при работе над Robo-C, являются параметрические возможности программы, – говорит Андрей Васьков. – В отличие от инструментов 3D-визуализации, Fusion 360 имеет системы привязок, позволяющих контролировать геометрию и правильность форм. Также во Fusion 360 есть и другие важные инструменты, которые использовались при работе над новым образцом «Промобота». В частности, это классы поверхностей – G0, G1 и G2, выбор которых зависел от требуемого качества и выбранных алгоритмов моделирования: G0 – рубленые поверхности без сглаживания, G1 и G2 – тангенциальное сглаживание с определенными векторами. Андрей Васьков отмечает и инструменты для контроля Autodesk Fusion 360: измерительный инструмент, инструмент для выявления пересечений тел, инструмент, показывающий курватуру (криволинейность), и инструмент, наносящий черно-белые блики на поверхности, визуальный контроль которых позволяет отслеживать правильность формы.

fusion360

Оболочка Robo-C

От модели до производства

Всего в роботе Robo-C 294 детали, из них 104 по номенклатуре. Весь процесс создания робота, от идеи до реализации, был проведен во Fusion 360. При разработке робота использовались:

  • пространство скульптинга для организации форм, которые в дальнейшем стали элементами черепа, груди;
  • пространство твердотельных моделей для проектирования всех деталей, связанных с фрезеровкой;
  • пространство Mash для работы с результатами 3D-сканирования;
  • пространство листовых металлов для изготовления тел для гибки;
  • инструменты прочностных расчетов и симуляции статических нагрузок.

Применялись и инструменты Autodesk Fusion 360 для динамического моделирования. «В каркасе используется сборка из 33 двигателей, все они обвязаны механикой и электроникой, – говорит Андрей Васьков. – Спроектировав обвязку во Fusion 360, я смог быстро попробовать различные варианты компоновки, чтобы убедиться, что робот может свободно двигаться согласно своим программам».

Решения:

  • Autodesk Fusion 360 для разработки корпуса
  • Твердотельные модели для фрезеровки, печати, листовой резки во Fusion 360
  • Сканирование деталей и проверка на соответствие в пространстве Mash

На весь процесс создания Robo-C, от задумки до реализации, ушло около 1,5 года. За это время проведено 6 полноценных итераций и множество доработок первоначальной идеи. Последняя итерация, включая стадию серийного производства, заняла около трех месяцев. В настоящее время Robo-C доступен для заказа.

fusion360

Голова Robo-C

О компании

Компания Promobot — крупнейший производитель автономных сервисных роботов в России и Европе. Мы ведём разработки в области мехатроники, электроники, искусственного интеллекта и нейросетей, автономной навигации, распознавания речи, создания искусственной кожи и мышц, а также исследуем человеко-машинное взаимодействие.