Учёные Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (входит в состав НАУРР) разработали роботизированную систему для автоматизации процессов точного дозирования и нанесения материалов. Решение создавалось как прикладной инструмент для внутренних задач лаборатории, однако в ходе эксплуатации подтвердило высокий потенциал масштабирования и применения в микроэлектронике, машиностроении, химической промышленности и образовательной среде. По оценке специалистов, система уже опережает ближайшие зарубежные аналоги по функциональным возможностям и гибкости настройки.
Разработка представляет собой трёхкоординатного робота, интегрированного с дозирующим модулем и системой машинного зрения, обеспечивающей обратную связь. Робот способен работать с широким спектром материалов: полимерами, герметиками, паяльными пастами, жидкими суспензиями и легкоплавкими стёклами. В зависимости от задачи дозирование выполняется поршневым способом либо с использованием давления воздуха, что позволяет уверенно обрабатывать материалы с различной вязкостью.
Ключевой особенностью системы стала интеграция машинного зрения, которая позволяет роботу корректировать действия в реальном времени и работать по незапрограммированным траекториям. Это открывает возможности для формирования прокладок сложного профиля из силикона, полиуретана или резины, точного нанесения герметиков, а также совмещения микрооптических элементов. При этом от оператора не требуется ручное построение сложных траекторий или программирование: управление осуществляется через цветовую дифференциацию объектов, распознаваемых камерой машинного зрения.
По словам директора Научно-образовательного центра «Нанотехнологии и покрытия» Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ Александра Семенчи, система изначально разрабатывалась для автоматизации рутинных лабораторных операций, связанных с дозированием легкоплавких стёкол при создании микрооптических элементов. Для повышения воспроизводимости процессов, точности и скорости изготовления потребовалось спроектировать специализированные механические узлы, электронные платы и собственное программное обеспечение. В результате команда сосредоточилась не на формальной сложности конструкции, а на прикладных задачах пользователя, что позволило создать интуитивно понятную систему без необходимости длительного обучения и изучения объёмной технической документации.
Технические характеристики робота ориентированы на задачи микроэлектроники и высокоточного производства. Точность позиционирования достигает 20 микрон, скорость перемещения по осям — до 300 мм/с. Рабочая зона составляет 300×300 мм с возможностью расширения под требования заказчика. Архитектура системы допускает установку до двух манипуляторов и подключение до шести периферийных устройств.
Проект реализовывался междисциплинарной командой научного центра «Нанотехнологии и покрытия», в которую вошли конструкторы, электронщики, IT-специалисты, технологи и промышленные дизайнеры. В процессе разработки было создано более восьми итераций конструкции, прежде чем удалось достичь требуемого уровня надёжности и стабильности. Одна из версий системы уже отработала свыше 100 тысяч рабочих циклов без снижения точности.
Перспективы развития проекта охватывают три ключевых направления. Первое — создание полностью роботизированных учебных лабораторий по химии для школ и университетов. Второе — использование системы в научных исследованиях, включая изготовление осветительных приборов с особыми люминофорами для агротехнологий. Третье — решение нестандартных производственных задач, таких как сортировка и высокоточная гравировка. По оценке разработчиков, роботизированная система готова к переходу в серийное производство.
На мировом рынке подобные решения представлены ограниченным числом компаний, преимущественно в США и Китае. Разработка СПбПУ при значительно более низкой стоимости демонстрирует расширенный функционал и лучшую адаптацию под прикладные задачи пользователей.
Проректор по научной работе СПбПУ Юрий Фомин отметил, что проект является показателем эффективной конвергенции инженерных, IT- и материаловедческих компетенций внутри университета. Подобные междисциплинарные разработки способствуют технологическому суверенитету, обеспечивают трансфер знаний от фундаментальной науки к прикладным решениям и формируют кадровый задел для экономики будущего.
В дальнейших планах команды — создание системы автоматической калибровки, внедрение инструментов искусственного интеллекта для упрощённого программирования и организация центра удалённого управления роботизированными комплексами.
Разработка представляет собой трёхкоординатного робота, интегрированного с дозирующим модулем и системой машинного зрения, обеспечивающей обратную связь. Робот способен работать с широким спектром материалов: полимерами, герметиками, паяльными пастами, жидкими суспензиями и легкоплавкими стёклами. В зависимости от задачи дозирование выполняется поршневым способом либо с использованием давления воздуха, что позволяет уверенно обрабатывать материалы с различной вязкостью.
Ключевой особенностью системы стала интеграция машинного зрения, которая позволяет роботу корректировать действия в реальном времени и работать по незапрограммированным траекториям. Это открывает возможности для формирования прокладок сложного профиля из силикона, полиуретана или резины, точного нанесения герметиков, а также совмещения микрооптических элементов. При этом от оператора не требуется ручное построение сложных траекторий или программирование: управление осуществляется через цветовую дифференциацию объектов, распознаваемых камерой машинного зрения.
По словам директора Научно-образовательного центра «Нанотехнологии и покрытия» Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ Александра Семенчи, система изначально разрабатывалась для автоматизации рутинных лабораторных операций, связанных с дозированием легкоплавких стёкол при создании микрооптических элементов. Для повышения воспроизводимости процессов, точности и скорости изготовления потребовалось спроектировать специализированные механические узлы, электронные платы и собственное программное обеспечение. В результате команда сосредоточилась не на формальной сложности конструкции, а на прикладных задачах пользователя, что позволило создать интуитивно понятную систему без необходимости длительного обучения и изучения объёмной технической документации.
Технические характеристики робота ориентированы на задачи микроэлектроники и высокоточного производства. Точность позиционирования достигает 20 микрон, скорость перемещения по осям — до 300 мм/с. Рабочая зона составляет 300×300 мм с возможностью расширения под требования заказчика. Архитектура системы допускает установку до двух манипуляторов и подключение до шести периферийных устройств.
Проект реализовывался междисциплинарной командой научного центра «Нанотехнологии и покрытия», в которую вошли конструкторы, электронщики, IT-специалисты, технологи и промышленные дизайнеры. В процессе разработки было создано более восьми итераций конструкции, прежде чем удалось достичь требуемого уровня надёжности и стабильности. Одна из версий системы уже отработала свыше 100 тысяч рабочих циклов без снижения точности.
Перспективы развития проекта охватывают три ключевых направления. Первое — создание полностью роботизированных учебных лабораторий по химии для школ и университетов. Второе — использование системы в научных исследованиях, включая изготовление осветительных приборов с особыми люминофорами для агротехнологий. Третье — решение нестандартных производственных задач, таких как сортировка и высокоточная гравировка. По оценке разработчиков, роботизированная система готова к переходу в серийное производство.
На мировом рынке подобные решения представлены ограниченным числом компаний, преимущественно в США и Китае. Разработка СПбПУ при значительно более низкой стоимости демонстрирует расширенный функционал и лучшую адаптацию под прикладные задачи пользователей.
Проректор по научной работе СПбПУ Юрий Фомин отметил, что проект является показателем эффективной конвергенции инженерных, IT- и материаловедческих компетенций внутри университета. Подобные междисциплинарные разработки способствуют технологическому суверенитету, обеспечивают трансфер знаний от фундаментальной науки к прикладным решениям и формируют кадровый задел для экономики будущего.
В дальнейших планах команды — создание системы автоматической калибровки, внедрение инструментов искусственного интеллекта для упрощённого программирования и организация центра удалённого управления роботизированными комплексами.
