Лазерный луч робота: Читать мангу на русском Лазерный луч Робота (Robot x Laserbeam). Фудзимаки Тадатоси Новые главы

Желание защитить посевы сельхозкультур и минимизировать риски для экологии подталкивает крупные европейские компании к поиску новых методов защиты урожаев. Наша газета уже рассказывала о применении электрических импульсов для борьбы сорняками. На этот раз представляем новую разработку в рамках финансируемого Евросоюзом проекта WeLASER, который разрабатывает автономного полевого робота, уничтожающего сорняки с помощью мощного лазера.

Этот проект направлен на разработку нехимического средства борьбы с сорняками на основе новаторских технологий. Для этого команда Центра автоматизации и робототехники, совместного центра Испанского национального исследовательского совета (CSIC) и Мадридского политехнического университета (CAR-CSIC-UPM), разрабатывает автономного робота. Как предполагается, такой робот будет оснащен искусственным интеллектом и системой визуального распознавания растений. Благодаря этому, он сможет отличать сорняки от сельскохозяйственных культур.

Пабло Гонсалес де Сантос, координатор проекта, пояснил, что автономный робот — это не что иное, как мобильная платформа для перемещения системы уничтожения сорняков среди посевов. Устройство состоит из высокоэффективного источника лазерного излучения, который, по сути, является аналогичным источникам, используемым в медицине. Генерируемый лазерный луч фокусируется на меристемах растения достаточно долго для того, чтобы сжечь их.

По замыслу разработчиков, робота можно будет приспособить для работы с любыми культурами. Первоначально же, создатели WeLASER намерены использовать его для обработки урожаев сахарной свеклы, пшеницы и кукурузы.

Механизм противодействия распространению сорняков

Алгоритм действия работа начинается с изучения ситуации на поле. Специально разработанный прецизионный сканер сформирует карту с информацией о состояния поля. После этого, лазерный луч робота будет концентрироваться только на сорняках. Робот вычислит положение меристем сорного растения в пространстве и уточнит координаты с помощью интеллектуальной системы видения. А затем лазер начнет оказывать губительное воздействие на жизненно важные функции сорных растений. Меристемы — это особо чувствительные части растений, которые обеспечивают их рост. Фокусировка воздействия лазера на этих точках предотвратит рост и развитие сорняков на поле.

Робот как трактор

Робот, который используется в проекте WeLASER, изначально был разработан французской компанией Agreenculture. Он имел название CEOL и предназначался для автономной работы. Его достоинством являлась гибридная силовая установка, которая позволяла снижать расход дизельного топлива в 3-5 раз по сравнению с обычными тракторами. Оборудованный гусеницами, CEOL работал весьма эффективно, почти не повреждая почву на поверхности полей, экономя топливо и не оставлял после себя какой-либо заметной колеи.

Специальный подъемник позволяет использовать различные навесные устройства — перевозить или буксировать оборудование различных размеров и выполнять большую часть работ, предполагающих применение традиционных тракторов.

Как и все современные трактора, робот CEOL оснащен набором устройств для повышения точности географического позиционирования, корректируемого с помощью спутниковой навигационной системы GNSS. Все это, по словам Agreenculture, обеспечили для CEOL возможность выполнять работы в более короткие промежутки времени и в более сложных почвенных условиях. И самое важное – в период, когда сорняки обычно находятся на ранних стадиях своего развития.

Специалисты, принимавшие участие в практических испытаний робота CEOL, проведенных в 2018 году компанией Agreenculture совместно с производителем оборудования Kuhn, заявляли о его потенциальной способности распознавать не менее 90% сорняков и их меристем. Отклонения в точности обработки меристем не будут, как ожидается, превышать 1,5 мм. Лазерное оборудование будет облучать 90% обнаруженных меристем, что, в свою очередь, повлечет гибель примерно 90% сорных растений, подвергшихся облучению. По предварительным оценкам, это означает, что эффективность всей системы составит около 65,61%.

Отказ от дизеля

Первоначально прототип робота будет оснащен дизельным двигателем. После того, как все аппаратное и программное обеспечение будет протестировано и выведено на оптимальные параметры, планируется перевести платформу на более перспективную электрическую трансмиссию. С электродвигателем система должна быть полностью устойчивой и готовой к коммерциализации. Таким образом, стартовав в 2020 году, проект должен завершиться к концу 2023 года.

WeLASER — это европейский инновационный проект, финансируемый в рамках программы Horizon 2020. Его координирует Испанский совет по научным исследованиям (CSIC). В нем участвуют Futonics LASER (Германия), Laser Centrum Hannover (Германия), Департамент растений и наук об окружающей среде Копенгагенского университета (Дания), AGREENCULTURE SaS (AGC) (Франция), Координатор фермерских и животноводческих организаций (COAG) (Испания), Департамент сельскохозяйственных наук Болонского университета (Италия), Институт экологии промышленных зон (Польша), Департамент экономики сельского хозяйства Гентского университета (Бельгия) и Van den Borne Projecten BV (VDBP) (Нидерланды).

За проектом робота с лазерной установкой с интересом наблюдают многие европейские фермеры. Учитывая масштабы современного сельского хозяйства, единственным приемлемым методом борьбы с сорняками и вредителями до сих пор остается обработка полей пестицидами. Однако, применение пестицидов все жестче регулируется нормами применения во многих странах Евросоюзе. Усиливается и давление на пестициды со стороны сторонников «зеленой экономики». Их аргументом является то, что агрохимикаты способны оказывать смертельное воздействие не только на сорняки, но также и на растения сельскохозяйственных культур, а вместе с ними и на наши столы. Поэтому самым естественным и экологически чистым способом является традиционная прополка. Поэтому исследования, в которых химически безопасную прополку передают роботам, сейчас в центре внимания и экологов.

Кроме WeLASER, есть и другие подобные проекты. Например, разработка, предложенная молодой британской компанией Small Robot Company — сельскохозяйственный робот Dick. Передвигаясь по полю, он убивает сорняки маленькими молниями, выжигая их от корня до верхушки, тем самым, не позволяя прорастать вновь. Робот Dick испытан уже на 20 фермах Великобритании. А в этом году компания Small Robot надеется начать его коммерческую эксплуатацию.

Другая компания, Deepfield Robotics, предлагает свой вариант решения проблемы сорняков — робота под названием BoniRob. Этот достаточно крупный сельскохозяйственный робот может в автоматическом режиме обнаруживать сорняки и уничтожать их, загоняя обратно под землю ударами железного «кулака» и тратя на один сорняк около 0,1 секунды. Занимательно и предложение американской Franklin Robotics, которая рекомендует к применению робота Tertill. Этот робот, просто срезает сорняки с помощью триммера с леской, установленного на его дне, ориентируясь при этом на высоту сорняков относительно всходов сельскохозяйственных культур. Правда, в этом случае больший интерес представляет скорее логика интеллектуального блока робота, принимающего решение об уничтожении именно сорняка.

В России разработок роботов или роботизированных комплексов, удаляющих сорняки в поле, пока не создано. Усилия многих разработчиков сельхозмашин сосредоточены на создании дронов и систем точного земледелия.

Владимир Францкевич

При подготовке статьи использована информация Future farming

Определение положения соединения при автоматической сварке

Контактное опознание
Это недорогая программная система тактильного определения положения соединения. Она основана на использовании сварочного электрода, проволоки или сопла в качестве датчика для замыкания электрического контакта с деталью. Робот сохраняет пространственные данные о соединении и автоматически вносит поправки в путь следования дуги еще до ее поджига. Тактильное сканирование позволяет вносить поправки в одном, двух или трех измерениях.
Недостатком контактного опознавания является увеличение длительности цикла из-за процедуры сканирования. Обычно задержка составляет 3-5 секунд на каждое соединение. Кроме того, для эффективного контактного распознавания деталь должна иметь ярко выраженные края, которые смог бы найти датчик.

TAST
TAST (Through Arc Seam Tracking, сканирование соединения через дугу) — это еще один сравнительно недорогой метод программного определения положения шва. Здесь для определения вертикального положения горелки используются данные о величине сварочного тока. По мере возрастания расстояния между контактным наконечником и рабочим изделием сила тока падает, уменьшения — возрастает. На основе этой информации TAST корректирует вертикальное положение горелки, чтобы постоянно поддерживать одинаковый вылет проволоки. Аналогичным образом TAST использует информацию о силе сварочного тока, чтобы определить боковое положение горелки в соединении в ходе поперечных колебаний манипулятора робота. В центре соединения сила тока минимальна. По мере приближения горелки к крайним положениям колебаний сила тока достигает пика. Если пиковое значение тока в крайних положениях возрастает, это говорит об отклонении горелки от сварного соединения и необходимости внести поправки.

Хотя TAST представляет собой недорогое решение для работы с некачественно подготовленными соединениями, настройка необходимых для ее работы переменных требует много времени и хорошего понимания процесса сварки. Кроме того, TAST нельзя использовать для сварки алюминия, так как изменение тока в ходе колебаний будет недостаточно выраженным для надежного отслеживания соединения. Кроме того, после внедрения системы процесс сварки должен оставаться достаточно стабильным, чтобы роботу не поступали сильно варьирующиеся данные о силе тока. TAST лучше всего подходит для сварки материалов толщиной более 2 мм со скоростью 89-127 см/мин.

Системы 2D и 3D сканирования
Системы 2D-сканирования, например, Robot Vision® (iRVision®) от интегратора Fanuc Robotics, Inc.®, служат в тех же целях, что и системы тактильного обнаружения — для сокращения длительности цикла и повышения качества продукции. iRVision® служит для отслеживания положения соединения, внесения поправок в программу робота и предотвращения ошибок во время сварки. Для этого оператор должен откалибровать камеру для каждой детали или типа соединения и «показать» роботу, как выглядит идеальная деталь. Это эталонное изображение сохраняется в память робота. После этого перед сваркой каждой последующей детали камера делает снимок соединения и робот сравнивает полученное изображение с эталоном. После этого робот рассчитывает необходимые поправки и выполняет сварку.

В то время как у контактных систем на выполнение этих расчетов уходит по 3-5 секунд на каждую деталь, у 2D-камеры на это уходит десятые доли секунды. Кроме того, 2D-камера позволяет работать с материалами тоньше 1 мм, так как для определения положения соединения роботу не нужно прикасаться к детали. Чтобы снизить вероятность ошибки, камера делает снимок для подтверждения правильности ориентации соединения и присутствия предохранительных устройств. Эта функция позволяет предотвратить ошибки или обнаружить их до выполнения следующей операции. Это избавляет от необходимости в дорогостоящих неконтактных датчиках и снижает риск повреждения инструментов или деталей робота.

Для 2D-сканирования крайне важно освещение. Посторонние источники освещения, в том числе солнечный свет, потолочное освещение или другие сварочные дуги, могут вызывать искажения и снизить точность сопоставления изображений. Этот недостаток систем 2D-видеонаблюдения также может затруднять работу с блестящими материалами, например, алюминием. Кроме того, камера может оказаться повреждена из-за близкорасположенной сварочной дуги. Если камера установлена на самой горелке, ее оптика должна быть защищена от высокой температуры и брызг металла. В 3D-системах используется тот же принцип, но с добавлением лазера. В то время как системы 2D отслеживают только перемещение деталей по координатам X и Y и их вращение, 3D также позволяет отслеживать изменения по высоте и вращение вокруг поперечной и продольной осей.

Лазерное сканирование
Лазерное сканирование позволяет в реальном времени отслеживать положение соединений при толщине материала менее 1 мм или ширине зазора менее 1 мм. Лазерный сенсор устанавливается на манипуляторе робота примерно в 3 сантиметрах перед сварочной горелкой. Диод направляет на деталь лазерный луч, а камера анализирует форму соединения на основе искажений этого луча. После этого программное обеспечение камеры отправляет роботу информацию о зазоре и отклонениях подгонки. Эти данные позволяют роботу скорректировать положение горелки, скорость сварки, амплитуду поперечных колебаний, напряжение и силу сварочного тока или другие параметры сварки. Лазерные системы никак не сказываются на скорости сварки, поэтому вы сможете достигнуть скорости до 250 см/мин. Так как в лазере используется только одна длина волны, он не подвержен помехам от посторонних источников освещения. Специальные алгоритмы ПО позволяют убрать шум и использовать лазер для сканирования даже таких блестящих поверхностей, как алюминий и нержавеющая сталь Кроме того, камера оказывается защищена от брызг, дымов и высокой температуры за счет установки в 3 сантиметрах от горелки. Переход с аналоговой на цифровую технологию заметно расширил возможности лазерного отслеживания. В частности, это позволило увеличить угол обзора и сделать сигнал более четким. По сравнению с аналоговыми моделями, цифровые датчики примерно в 4 раза точнее и имеют более высокую скорость сканирования. Одним из основных недостатков лазерных систем является их стоимость — от 50 000 долларов и выше. Кроме того, из-за установки датчика на горелку в некоторых случаях он может ограничивать зону доступа манипулятора.

Заключение
Вы можете увеличить качество и воспроизводимость работы любого сварочного робота за счет таких систем как, TAST, контактное опознание, 2D- или лазерного сканирования. На Рисунке 1 сравниваются возможности всех вышеперечисленных технологий. Также Вы можете обратиться за более подробной информацией к специалистам Подразделения автоматизации Линкольн Электрик. Все эти технологии имеют свои преимущества и недостатки, и лишь тщательной анализ в индивидуальном порядке позволит точно определить, какая система принесет больше всего пользы в отношении производительности и качества продукции.

Рисунок 1: Возможности систем автоматической сварки

Robot × Laserbeam, ZIGA Manga Both End in Shōnen Jump — Новости

В этом году 30-й выпуск Shueisha журнала Weekly Shonen Jump опубликовал заключительную главу манги Tadatoshi Fujimaki Robot × Laserbeam и манги Rokurō Sano и Kentarō ZIGA Hidano Hidano.

Robot × Laserbeam сосредотачивается на мальчике, которого прозвали «Робо», потому что он не проявляет эмоций и действует как машина.Когда его единственный друг пытается сыграть в гольф и над ним издеваются более опытные игроки, Робо принимает вызов самому взяться за клюшку для гольфа, и его методичный характер работает ему на пользу.

Fujimaki выпустила мангу в марте 2017 года. Viz Media анонсировала первые три главы манги, а затем добавила ее в свою цифровую линейку Weekly Shonen Jump в апреле 2017 года.

Шестой том манги выйдет 4 июля, а седьмой — 4 сентября.2 мая было объявлено, что пятый том манги распечатан тиражом 700 000 экземпляров.

Фудзимаки сериализовал свою мангу Kuroko’s Basketball в Weekly Shonen Jump за 2008-2014 годы.

ZIGA дебютировал в Weekly Shonen Jump 19 марта. Viz Media опубликовала первые три главы на английском языке в рамках своей инициативы Jump Start.

Weekly Shonen Jump описывает серию:

Ко Хачигане — мальчик, у которого яркая и увлекательная школьная жизнь, но, с другой стороны, он борется, поскольку каждую ночь видит кошмар, в котором его сокрушает чудовище.Он проводит дни в озадаченном разговоре со своим другом детства Сейрой, пока в один прекрасный день не приходит таинственный ученый по имени Банно, чтобы предупредить его.

«Твоя мечта — пророчество, тебе суждено сражаться».

Выбери свою историю — свое будущее! Новый звездный дуэт представляет новый мрачный сериал!

Первый том манги выйдет в Японию 4 июля, а второй том выйдет 4 сентября с главой-эпилогом.

Источник: Weekly Shonen Jump , выпуск 30

Робот x Laserbeam Манга | Аниме-Планета

Натандугласдэвис 5 декабря 2019 г.

Робато изначально не понимает, что спорт — это «развлечение» и почему люди возбуждаются и воодушевляются соревнованиями с другими сильными игроками.Фе бесстрастен, роботизирован и, похоже, не может вычислить, как функционируют человеческие эмоции. Но после того, как Фе присоединяется к гольф-клубу, Фе медленно входит в контакт с внутренним героем сёнэн-манги и понимает, что Фе любит гольф и хочет соревноваться с другими сильными игроками. Итак, хотя Робато невыразителен и методичен в своих манерах, я бы все же сказал, что эта история демонстрирует смелость и страсть, как и следовало ожидать от спортивной манги. И они определенно выходят за рамки дрянной страсти.Есть повторяющееся представление о том, что нужно делать что-то на 120%. Например, когда Робато выкладывается на 120% в тренировочные упражнения. Или когда Фе вкладывает 120% мощности в качели фейра, когда Фе соревнуется с Сузаку. Или когда feir использует концентрацию 120% для чудодейственных выстрелов «Ex-Laser». Но они не останавливаются на достигнутом! О нет. Они доходят до 160% за один раз. И я знаю, что все мы давно оцепенели от людей, говорящих о том, чтобы отдавать 110% или что-то еще, но стоит отметить, что это по своей сути нелепый и глупо гиперболический способ разговора.И только производит поверхностное впечатление драмы, но на самом деле не делает историю более насыщенной, чем было бы, если бы они сказали, что fe прилагает 100% усилий. У этой манги была настоящая проблема с ожиданием того, что история будет развиваться одним способом, а затем с изменением курса. Например, мы ожидаем, что Робато и Юзан встретятся лицом к лицу в турнире школьного гольф-клуба, и мы видим, что Робато работает над достижением этой цели на протяжении почти двадцати глав только для определенных событий, которые внезапно сделают это невозможным.И снова, что касается турнира Vermillion Bird Tournament, мы знакомимся с «семью чудесами японского гольфа», которые будут участвовать в турнире, а также с Сузаку, и мы ожидаем, что Робато сыграет против нескольких из этих людей, как например работает на протяжении всего турнира, но потом нет. Когда я впервые прочитал эту мангу, глава за главой, когда она была выпущена, я помню, как был разочарован, когда она закончилась. Во многом потому, что это оставило у меня ощущение, будто есть оборванные сюжетные линии.Хотя я могу понять, почему это закончилось (я предполагаю, что это было отменено), поскольку это была довольно глупая и шаблонная история, и, похоже, не было большого разнообразия в типах игроков, с которыми будет соревноваться Робато — в основном это была грубая сила. такие игроки, как Сузаку и Дориан, и нестандартные игроки, такие как Рион и Гинроу, и все. Некоторые персонажи практически идентичны, поэтому различать людей бывает сложно. Как Казама и Гинроу почти неотличимы. И еще я несколько раз путала Томою и Риона друг с другом.По сути, у 120% персонажей мужского пола почти одинаковые колючие прически, и только цвет волос выделяет их.

(PDF) Роботизированная лазерная закалка и проблема перекрытия лазерного луча

Бабич, Балич, Милфельнер, Белич, Кокол, Зорман, Паньян

Достижения в области производства и управления 8 (1) 2013

4. Заключение

В Роботом для поверхностного упрочнения материалов стандарта DIN 1.7225 и 1.2379 мы достигли

впечатляющего увеличения твердости расплавленных поверхностных слоев, что значительно увеличивает износостойкость таких модифицированных продуктов.Экспериментальные результаты подтвердили, что материал

по стандарту DIN 1.7225 и 1.2379 очень подходит для лазерной термообработки, так как

долговечность и характеристики износа материала были значительно улучшены после термической обработки

лазером. Мы сравнили твердость двух различных материалов стандарта DIN 1.7225,

и 1.2379 и нашли оптимальную твердость для каждого закаленного материала. Робот для лазерной закалки

очень полезен в промышленности.В данной работе мы рассмотрели задачу лазерной закалки робота

с точки зрения влияния ширины перекрытия зоны лазерного луча на твердость материала

. Мы используем метод интеллектуальной системы, нейронную сеть для анализа экспериментальных данных ex-

. Роботизированная лазерная закалка используется на механических компонентах, таких как пружины Astorsion

, шестерни, инструменты, штампы, а также в передовых приложениях в машиностроении, военной, авиационной, космической и авиационной промышленности.Также очень важным нашим исследованием является то, что мы можем добиться уменьшения биговки

и увеличения твердости материалов с нахлестом (повторяем процесс закалки

).

В будущем мы надеемся изучить проблему перекрытия закаленных образцов как функцию

нескольких параметров для лазерного упрочнения в ячейке робота. Эти параметры лазера: мощность

, плотность энергии, расстояние фокусировки, плотность энергии в фокусе, положение фокуса, температура,

и скорость прорастания.Роботизированная лазерная закалка представляет собой множество проблем. В этих задачах,

, мы можем изменять все вышеупомянутые параметры (что дает нам большое количество комбинаций

). Точно так же нас интересует обратная проблема, т.е. е., как снизить твердость

закаленного материала.

Благодарности

Настоящая работа поддержана Европейским социальным фондом Европейского Союза.

Ссылки

[1] Totten, G.Э. (2006). Кандидат наук. Fasm, Термическая обработка стали, второе издание.

[2] Сюй З., Леонг К. Х., Рид К. Б. (2008). Неразрушающий контроль и мониторинг в реальном времени лазерной поверхностной твердости —

ening, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 206, № 1-3, 120-125.

[3] Кеннеди, Э., Бирн, Г., Коллинз, Д. Н. (2004). Обзор использования мощных диодных лазеров для поверхностного упрочнения,

Journal of Materials Processing Technology, Vol. 155-156, 1855-1860.

[4]

Ион, Дж. К. (2005). Лазерная обработка технических материалов — Принципы, процедуры и промышленное применение,

Elsevier, 2005.

[5] Ганеев Р.А. (2002). Маломощное лазерное упрочнение сталей, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 121,

№ 2-3, 414-419.

[6] Пэшби, И. Р., Барнс, С., Брайден, Б. Г. (2003). Поверхностная закалка стали с использованием мощного диодного лазера, Journal of

Materials Processing Technology, Vol.139, № 1-3, 585-588.

[7] Патил С. Б. (2007). Обработка поверхности с использованием лазерного источника тепла, докторская диссертация, Свами Рамананд Тирт Маратвада

, Вишнупури, Нандед.

[8] Крамар, Д. (2009). Охлаждение под высоким давлением при обработке труднообрабатываемых материалов, кандидатская диссертация,

Машиностроительный факультет, Любляна, Словения.

[9] Бабич, М., Степишник, С., Милфельнер, М., Бабич, С. (2011). Точечный робот лазерной закалки.In: Perme, T., Svetak, D. (ed.),

Industrijski

forum IRT, Portoroz, junij

2011.

Vir

znanja

in izkušenj za stroko:

zbornik

forum .

Skofljica,

31-34.

[10] Бабич М. Робот-лазерная закалка с разными углами на разных материалах. В: Godec, M. (ed.), (2011). 19-я конференция

по материалам и технологиям, Порторож, Словения. Программа и сборник тезисов.Институт материалов и технологий

, Любляна.

[11] Бабич, М. (2010). Оптимальные параметры роботизированной лазерной ячейки для закалки под разными углами. В: Zajc, B. (ed.),

Trost, A. (ed.). Материалы девятнадцатой Международной электротехнической и компьютерной конференции ERK 2010,

Порторож, Словения (Материалы конференции по электротехнике и компьютерам ERK). IEEE Region 8, словенский раздел

IEEE, 219-222.

[12] Тикк, Д., Коци, Л. Т., Гедеон, Т. Д. (2003). Обзор универсального приближения и его ограничений в методах мягких вычислений

, International Journal of Approximate Reasoning. Vol. 33, № 2, 185-202.

[13] Эль-Хефнави, М., Майсара, М. (2012). Рекуррентные нейронные сети и мягкие вычисления, Intech, Риека.

Лазерная обработка 3D-пластиковых компонентов

Современные пластиковые компоненты, особенно в автомобильной промышленности, становятся все более сложными. Огромные возможности, которые предлагают эти пластиковые материалы, были признаны дизайнером и используются чаще, чем когда-либо прежде.Это привело к созданию компонентов, которые больше нельзя экономично обрабатывать обычными методами резки. Кроме того, в последние годы резко возросла скорость смены продуктов и подтяжки лица. В результате жесткие производственные установки непрактичны из-за высоких затрат на переналадку. Лучшим решением сегодня может стать гибкая автоматизация с помощью роботов.

От планирования до полной ячейки
Для успешного выполнения лазерного приложения важно, чтобы вся ячейка была доставлена ​​из одного источника под полную ответственность.Планирование, проектирование и изготовление установки «под ключ» в идеале должно осуществляться в тесном сотрудничестве с конечным пользователем. Reis Robotics создает обширную службу поддержки клиентов. Заказчик с самого начала вовлечен в решение правильных компонентов, правильный процесс резки, основанный на тщательном изучении конкретной задачи, через доставку, приемку и установку завершенной системы. Reis Robotics предоставляет все знания о технологиях производства, поэтому даже сложные приложения могут быть реализованы в партнерстве с заказчиком.

Основным элементом лазерной ячейки от Reis Robotics является лазерный робот. Базовая модель состоит из 5-осевого стандартного робота Reis RV-16, доступного в двух размерах. Робот специально оборудован CO2-лазером. В зависимости от размера детали и задачи резки планируется индивидуальная ячейка, состоящая из функции обработки материала, рабочего диапазона робота и функции фильтрации. Ячейки имеют модульную конструкцию для более быстрой сборки на месте. В зависимости от продолжительности цикла, размера детали, доступного пространства и потока материала наилучшее расположение ячеек определяется с использованием либо сдвоенных столиков, либо поворотного стола.Сдвижной стол сокращает время обработки материала.

Reis RV-16L Лазерный робот. Единственная в мире система, в которой лазерный луч проходит через манипулятор робота. Эта запатентованная функция обеспечивает неограниченную свободу движений с максимальной безопасностью луча.

Робот со встроенным направлением луча
Reis Robotics предлагает роботов двух разных размеров в зависимости от мощности лазера и расстояния, необходимого для резки детали.Робот Reis RV-16 работает с мощностью лазера до 150 Вт и радиусом действия 1414 мм. Reis RV-16L может работать с лазером мощностью до 600 Вт с радиусом действия 2300 мм.

Оба робота оснащены интегрированным направлением луча и установленным CO2-лазером. Установка CO2-лазера на роботе обеспечивает чрезвычайно гибкую и надежную систему направления луча. Особо компактный монтаж обеспечивает короткий ход луча, неограниченную свободу передвижения робота и хороший доступ к компонентам.Устранены обычные проблемы с внешним направлением луча.

Запатентованная система направления луча была разработана в сотрудничестве с компанией Thyssen-Laser-Technik, расположенной в Аахене. С CO2-лазером, установленным на оси 3, выходящий лазерный луч направляется отклоняющим зеркалом и элементом смещения луча на оси головки. Оттуда полностью закрытый лазерный луч направляется в узкую режущую оптику. Регулировка зеркал осуществляется с помощью безвредного диодного лазерного луча видимого диапазона от отдельного источника.Это позволяет легко программировать и регулировать зеркало. В дополнение к отклоняющим зеркалам осевая головка также оснащена соплом, которое подает технологический газ, который предотвращает накопление загрязнений на линзе, помогая в процессе резки.

Прочный и легкий CO2-лазер
Используются лазеры мощностью от 50 до примерно 600 Вт. Эти лазеры отличаются малым весом и небольшими размерами. Они чрезвычайно прочные и устойчивы к высоким силам ускорения, вызываемым движением робота.При установке лазера на оси 3 была выбрана самая плавная точка в диапазоне движения робота.

Высокое качество лазера в сочетании с очень маленькой точкой фокусировки и высокой энергией луча обеспечивает превосходный процесс резки. CO2-лазер с длиной волны 10,6 мкм идеально подходит для резки пластиковых материалов или текстиля. Мощность лазера можно контролировать с помощью программ робота. Это позволяет непрерывно регулировать мощность лазера, даже во время движения робота, от максимальной до почти 0 Вт.

Для обеспечения максимальной безопасности лазеры оснащены заслонками, предотвращающими испускание луча при остановке робота. Эта заслонка также немедленно закрывается в случае экстренной остановки. В дополнение к соответствующему лазерному резонатору на оси 3 все еще требуются блок питания, блок управления и блок охлаждения, которые не прикреплены к роботу.

Приспособление для компонентов
Крепление компонентов — очень важная часть лазерной ячейки.Приспособление должно постоянно удерживать деталь. Он также должен быть рассчитан на быструю и легкую замену деталей, чтобы обеспечить минимальное время цикла. Производители Reis Robotics фрезеровали алюминиевые контурные приспособления на основе деталей моделей. Это обеспечивает высокую точность размеров и точное соответствие детали.

CAD не обеспечивают достаточной точности фрезерованных приспособлений, поскольку они не отражают большие размерные неровности, которые возникают в реальных деталях.Это происходит из-за разной усадки и вариаций других параметров пластмасс. Наружные поверхности приспособления прошли пескоструйную очистку, чтобы минимизировать отражение лазерного луча. Компоненты зажимаются с помощью присосок или зажимных устройств.

Фильтровальная техника
Еще одним важным аспектом крепления компонентов является канал, через который удаляются режущие газы. Особое внимание следует уделять предотвращению загрязнения деталей или приспособления.

Газы, образующиеся при лазерной резке, необходимо тщательно очищать и фильтровать. Эти газы удаляют отсасывающие устройства над отдельными приспособлениями и в потолке лазерной камеры. Клапаны, которые регулируют эти всасывающие агрегаты, управляются программой для создания всасывания только в зоне среза.

Для неорганических компонентов, таких как тальк, требуется предварительный фильтр для удаления талька. Оставшиеся режущие газы проходят через фильтр из агломерированных пластин Katasorb с закрытой стадией очистки.Выбор подходящего фильтра и элементов зависит от того, какой именно материал нужно разрезать. Воздух из фильтра следует выпускать за пределы здания, чтобы избежать загрязнения в случае выхода фильтра из строя.

Программирование с помощью 6DMouse
Вся предварительная программа, включая цикл, крепление, систему фильтрации и робота, выполняется в Reis Robotics. Эта начальная программа, включая обучение траектории резки, выполняется с помощью обучающего пульта в режиме обучения.Для оптимального программирования сложных деталей используется сплайн-интерполяция.

Кроме того, оператор может использовать эксклюзивную мышь Reis 6D-Mouse, установленную на оси головы робота, чтобы вручную направлять робота по пути. Отдельная программная функция, называемая RobAssist, позволяет интегрировать специальные параметры, такие как: «Лазер вкл. — выкл.», «Технологический газ вкл. — выкл.», «Контроль мощности» и т. Д. вводиться в программу нажатием на специально отмеченные кнопки. Эти макросы хранятся в основной памяти контроллера робота, их можно вызывать по мере необходимости и вставлять в программу, чтобы получить ясную и простую программу.

Самым большим преимуществом робота для резки пластиковых материалов является его гибкость в адаптации к любой форме. Новые компоненты можно программировать и производить очень быстро и экономично. Также можно быстро внести изменения в детали. В частности, в автомобильной промышленности часто необходимо изменять программы в диапазоне десятых долей миллиметра из-за изменений допусков или дополнительных деталей.

Техника безопасности
Общая ячейка состоит из замкнутой системы, части которой представлены системой передачи.Дверцы доступа имеют выключатели блокировки. В зону действия лазера можно встроить большие окна для наблюдения за процессом. Эти окна имеют двойное остекление для предотвращения взлома.

Перспективы
В будущем лазерная технология будет все больше использоваться для резки пластиковых материалов. Более мощные лазеры с более высокими скоростями резания сделают этот процесс еще более экономичным. Резкое увеличение скорости резки вскоре станет возможным благодаря добавлению 600-ваттного лазера к роботизированной ячейке.Постоянное улучшение качества луча и скорости резки приведет к большему прогрессу в лазерной резке и лазерной сварке пластмассовых материалов.

Преимущества лазерной резки

1. Лазерный процесс отлично подходит для резки пластмасс благодаря высокому качеству обрезной кромки. При резке текстильных деталей края герметизируются, что предотвращает истирание.
2. CO2-лазер, интегрированный в манипулятор робота, создает надежную универсальную систему.
3. С помощью робота можно обрабатывать практически неограниченное количество 3D-компонентов.
4. С помощью лазерного робота можно получить очень высокую скорость резки.
5. Лазерная резка не производит сколов и загрязнения детали.
6. Нет контакта и деформации детали или приспособления.
7. Поскольку при лазерной резке инструмент не изнашивается, качество резки остается неизменным намного дольше.
8. У лазера очень низкие затраты на обслуживание и эксплуатацию.
9. По сравнению с гидроабразивной резкой, лазер оставляет детали сухими.

Комплектующие и материалы

1. Резка пластмассовых деталей из ткани.
2. Обрезка деталей из кожи.
3. Резка и обрезка пластиковых деталей.
4. Обрезка пленки в области вставки.

Лазерные лучи и роботы — Информация STEAM для детей!

О нас

Наука, технологии, инженерия, искусство и математика имеют одну общую черту.Все они являются областями, поощряющими инновации. Будь то создание робота, работа с простыми машинами или наблюдение за изменением луча света при прохождении через призмы, все они находятся в области STEAM.

Когда в 2011 году президент Обама призвал к действию по улучшению нашей работы в области науки, группа преподавателей начала действовать. В тот первый год мы основали кружок внеклассной науки, и с тех пор мы добавили другие элементы STEAM к нашей образовательной деятельности.

С момента основания нашего клуба в 2011 году сотни студентов присоединились к нам, чтобы насладиться научными проектами. Группа после уроков была создана бывшим учителем естественных наук в средней школе Дэвидом Палмиери. Г-н Палмьери был лидером группы и придумал название laserbeamsandrobots.com. Г-н Палмиери ушел на пенсию в 2018 году после 32-летней педагогической карьеры. Г-на Пальмиери очень не хватает, но мы благодарим его за его неустанную работу по налаживанию работы нашей группы.

Несколько лет назад г.Пальмиери поехал в другие школьные округа нашего округа и продал их на конкурсе, который мы назвали «Ярмарка науки». Хотя в тот первый год победителям не было присуждено никаких призов, они помогли студентам проявлять новаторский подход и реализовывать научные проекты. С тех пор мы начали награждать лучших в нескольких категориях, а в прошлом году мы также учредили премию Дэвида Пальмиери за лучший проект в целом.

Но наша группа не существовала бы без специальной группы преподавателей, которые помогают вести студентов.Наши преподаватели из наших начальных, средних и средних школ в нашем районе. Вот список профессионалов, которые помогают нашей группе.

• Desiree Rhodes — Технологии
• Джеральдин Карр — Наука
• Дэнни Миллер — Наука
• Томми Флетчер — Математика
• Wilson Holland — Arts
• Энни Хайнс — Технологии
• Алехандро Гриффин — Искусство
• Люк Джейкобс — Инженерное дело
• Айрис Майерс — Математика
• Дуглас Уоткинс — Инженерное дело
• Роуз Питерс — Наука
• Джош Фишер — Технологии

Использование лазерного луча глубоко внутри тела

Микророботическое оптоэлектромеханическое устройство, способное направлять лазерный луч с высокой скоростью и большим диапазоном движений, может расширить возможности малоинвазивных операций.

Автор: Бенджамин Боттнер

(BOSTON) — Минимально инвазивные операции, при которых хирурги получают доступ к внутренним тканям через естественные отверстия или небольшие внешние иссечения, являются обычной практикой в ​​медицине.Они выполняются для решения самых разных проблем, таких как установка стентов через катетеры, лечение абдоминальных осложнений и выполнение трансназальных операций на основании черепа у пациентов с неврологическими заболеваниями.

Концы устройств для таких операций очень гибкие (или «шарнирные»), что позволяет визуализировать и специфические манипуляции с операционным полем в целевой ткани.В случае устройств, доставляющих энергию, которые позволяют хирургам разрезать или сушить (сушить) ткани и останавливать внутреннее кровотечение (коагуляцию) глубоко внутри тела, на конец устройства добавляется источник тепла, генерирующий энергию. Однако доступные в настоящее время источники энергии, доставляемые через оптоволокно или электрод, такие как радиочастотные токи, должны быть приближены к целевой области, что ограничивает хирургическую точность и может вызвать нежелательные ожоги в соседних участках ткани и образование дыма.

Лазерная технология, которая уже широко используется во многих наружных операциях, таких как операции на глазах или на коже, была бы привлекательным решением.При внутренних операциях лазерный луч необходимо точно направлять, позиционировать и быстро перемещать на дистальном конце эндоскопа, что не может быть выполнено с помощью доступной в настоящее время относительно громоздкой технологии.

Теперь инженеры-роботы под руководством ассоциированного преподавателя Висса Роберта Вуда, доктора философии, и постдокторанта Питера Йорка, доктора философии, из Института биологической инженерии Висса Гарвардского университета и Джона А. Школа инженерии и прикладных наук имени Полсона (SEAS) разработала микроробота с лазерным наведением в миниатюрном корпусе размером 6 × 16 мм, который работает с высокой скоростью и точностью и может быть интегрирован с существующими эндоскопическими инструментами.Их подход, описанный в Science Robotics , может помочь значительно расширить возможности множества минимально инвазивных операций.

В этом междисциплинарном подходе нам удалось использовать нашу способность быстро создавать прототипы сложных микророботических механизмов … предоставить клиницистам неразрушающее решение, которое могло бы позволить им расширить возможности минимально инвазивных операций на человеческом теле с изменением жизни или потенциально спасительное воздействие.

«Чтобы сделать возможным минимально инвазивную лазерную операцию внутри тела, мы разработали микророботический подход, который позволяет нам точно направлять лазерный луч на небольшие целевые участки по сложным узорам в пределах интересующей анатомической области», — сказал Йорк, первый автор-корреспондент исследования и научный сотрудник группы микророботов Вуда. «Благодаря большому диапазону шарниров, минимальной занимаемой площади, а также быстрому и точному действию этот конечный эффектор с лазерным управлением имеет большой потенциал для расширения хирургических возможностей, просто добавляя его к существующим эндоскопическим устройствам в режиме plug-and-play.”

Команде нужно было преодолеть основные проблемы, связанные с проектированием, приведением в действие и микроизготовлением оптического механизма управления, который обеспечивает жесткий контроль над лазерным лучом после его выхода из оптического волокна. Эти проблемы, наряду с потребностью в скорости и точности, усугублялись ограничениями по размеру — весь механизм должен был быть размещен в цилиндрической конструкции с диаметром примерно с соломинку для питья, чтобы его можно было использовать для эндоскопических процедур.

«Мы обнаружили, что для управления и перенаправления лазерного луча конфигурация из трех маленьких зеркал, которые могут быстро вращаться относительно друг друга в виде небольшого« гальванометра », обеспечивала удобство для наших усилия по миниатюризации », — сказал второй автор Рут Пенья, инженер-механик, имеющий опыт микропроизводства в группе Вуда. «Чтобы добиться этого, мы использовали методы из нашего арсенала микротехнологий, в которых модульные компоненты поэтапно накладываются на надстройку в миллиметровом масштабе — очень эффективный производственный процесс, когда речь идет о быстрой итерации проектов в поисках оптимума и доставке. надежная стратегия массового производства успешного продукта.”

Команда продемонстрировала, что их рабочий рабочий орган с лазерным наведением, уменьшенный до цилиндра размером всего 6 мм в диаметре и 16 мм в длину, был способен отображать сложные траектории, по которым можно было выполнять несколько лазерных абляций с высокой скоростью, и следовать им. в большом диапазоне и повторяться с высокой точностью.

Чтобы дополнительно показать, что устройство, когда оно прикреплено к концу обычного колоноскопа, может быть применено к реальным эндоскопическим задачам, Йорк и Пенья, посоветовали научный сотрудник Wyss Даниэль Кент, M.Д., успешно смоделировал резекцию полипов, управляя своим устройством дистанционно в настольной фантомной ткани, сделанной из резины. Кент также работает врачом-ординатором по общей хирургии в Медицинском центре Beth Israel Deaconess.

«В рамках этого междисциплинарного подхода нам удалось задействовать нашу способность быстро создавать прототипы сложных микророботических механизмов, которые мы разработали за последнее десятилетие, чтобы предоставить врачам неразрушающее решение, которое могло бы позволить им расширяют возможности минимально инвазивных операций на человеческом теле с изменяющим или потенциально спасающим жизнь воздействием », — сказал старший автор Вуд, доктор философии.D., который также является профессором инженерных и прикладных наук Чарльза Ривера в SEAS.

Wood по микроробототехнике вместе со специалистами по переводу технологий из Института Висса запатентовала свой подход и теперь еще больше снижает риски своей медицинской технологии (MedTech) в качестве дополнения к хирургическим эндоскопам.

«Внимание Института Висса к микророботическим устройствам и этому новому устройству лазерного наведения, разработанному командой Роберта Вуда, работающей в разных дисциплинах с клиницистами и экспертами по переводам, мы надеемся произвести революцию в том, как минимально инвазивные хирургические процедуры выполняются в ряде областей заболеваний», — сказал Директор-основатель Wyss Дональд Ингбер, M.Доктор философии, который также является профессором сосудистой биологии Джуды Фолкмана Гарвардской медицинской школы и детской больницы Бостона и профессором биоинженерии в SEAS.

Исследование финансировалось Национальным научным фондом (грант № CMMI-1830291) и Институтом биологической инженерии Висса.

Крошечный робот может ходить с помощью импульсных лазерных лучей

Робота-революционера можно заставить ходить, заряжая его ноги импульсными лазерными лучами, что позволяет ему двигаться без необходимости в бортовой батарее.К сожалению, вам, вероятно, никогда не удастся увидеть это собственными глазами.

Но не так уж плохо: при толщине всего 5 микрон, ширине 40 микрон и длине максимум 70 микрон даже его изобретателям нужна технология сверхувеличения, чтобы увидеть это должным образом. (Для справки, микрон составляет одну миллионную метра или примерно 1/100 толщины листа обычной бумаги.)

«Последние 50 лет привели к невероятным достижениям в области миниатюризации электроники», — сказал в интервью Digital Trends Итаи Коэн, профессор физики Корнельского университета.«Сегодня мы можем изготовить целый чип Intel 4004 с площадью, эквивалентной поперечному сечению одной пряди человеческого волоса. Возможность производить чипы в таком масштабе открывает двери для создания крошечных роботов. Но здесь был недостаток: мы не знали, как создавать движущиеся роботизированные придатки в таком масштабе ».

В этой последней демонстрации микроробота исследователи разработали приводы толщиной всего 10 нанометров, которые могут образовывать изгибы радиусом всего несколько микрон за доли секунды.Каждый крошечный робот состоит из простой схемы, состоящей из кремниевых фотоэлектрических элементов и четырех электрохимических приводов для ног. Питание ног — это переключение лазера вперед и назад между передней и задней фотовольтаикой.

Будущие микрохирурги?

Сейчас исследования еще только начинаются. Роботы квалифицируются как роботы, но, пожалуй, лишь частично. «Следующим большим шагом будет добавление более сложных схем для создания более совершенных роботов», — сказал Digital Trends Марк Мискин, который работал над проектом в качестве постдокторанта, а сейчас является доцентом Пенсильванского университета.«Что они могут почувствовать? Как мы учитываем обратную связь или бортовое время? Могут ли они быть программируемыми? Хорошая новость заключается в том, что полупроводниковая промышленность уже разработала множество технологий для решения этих вопросов. Мы все надеемся, что эти крошечные машины могут быстро развиваться ».

Когда они это сделают, у исследователей есть на них большие планы. Вернее, какие-то очень-очень маленькие планы. «Захватывающее применение — хотя и далекое будущее — это [для робота, который будет действовать] в качестве микрохирурга», — сказал Digital Trends Пол МакИуэн, профессор физических наук в Корнелльском университете.«Представьте себе рой крошечных роботов на краю раковой опухоли, которые клетка за клеткой ощущают здоровье тканей, а затем уничтожают любой рак, который они обнаруживают. [Это] потребует интеграции датчиков, информации и тщательной обратной связи, но это должно быть возможно ».

Статья с описанием работы была недавно опубликована в журнале Nature.