Повідомлення
  • There is no category chosen or category doesn't contain any items

Робо-док із КНТУ

Ігор Крушеницький
Автор: Ігор Крушеницький

 

Андрій Кириченко демонструє робота Наші ЗМІ не балують увагою людей науки. Її нинішній стан в Україні можна охарактеризувати фразою: «аби не гірше». А наука ж, як відомо, не лише рушій прогресу загалом, але й економіки зокрема. І цього поступу так бракує нашій державі останніми роками. 

«Нова газета» цікавиться, чим і як наука живе сьогодні на Кіровоградщині. На прикладах конкретної людини-науковця.  

 

 

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедрою металорізальних верстатів та систем Кіровоградського національного техуніверситету Андрій Кириченко – яскравий представник у доброму сенсі слова касти фанатів техніки. 

Захоплюється технікою давно. Якщо конкретніше – її проектуванням та конструюванням. Сфера інтересів – 3D-принтери, роботи, верстати. Робота над цими речами включає в себе механіку, електроніку та програмне забезпечення.

 

– Докторську дисертацію захистив із напрямку мехатронних систем, зокрема, верстатів паралельної структури. Що таке мехатроніка? Цей термін придумали японці: механіка плюс електроніка, плюс програмне забезпечення. Також мехатроніка тісно пов’язана із робототехнікою.

 

– І давно цим захоплюєтеся?

 

– Із дитинства. Але, на жаль, у ті часи було менше можливостей. Пригадаймо, якими конструкторами ми гралися. Простими механічними та ще радіоконструкторами, з яких було складно зібрати щось пристойне. Зараз же можливостей дуже багато. Нинішнім дітям можу лише позаздрити. Наприклад, відома фірма «Лего» зараз випускає такі конструктори, з яких можна складати навіть програмованих роботів різних типів.

Так склалася доля, що я потрапив навчатися на спеціальність «металорізальні верстати та інструменти». По закінченню навчання захистив кандидатську дисертацію з цього напрямку. Приблизно років десять тому розпочав уже власноруч створювати автоматизовані верстати, завдяки чому захистив і докторську дисертацію. Значною мірою ці студії для мене мали наукову мету – провести експерименти. Відтоді займаюся ними і професійно, і частково як аматор. Я фахівець з металорізальних верстатів із ЧПУ (числовое программное управление), які керуються програмами на основі G-коду. Але цим самим кодом керуються і 3D-принтери, і роботи, і різні цікаві системи, що займаються малюванням, переміщенням тощо! І їх програмування дуже схоже на програмування верстатів. Наприклад, 3D-принтери. Ми звикли до того, що деталі виготовляються видаленням матеріалу, а 3D-принтери його, навпаки, нарощують згідно заданій тривимірній моделі. Це досить нова технологія, лише кілька років тому такі пристрої стали доступними для широкого загалу любителів.

 

На кафедрі зробили свій невеликий простенький 3D-принтер, розповідає далі пан Андрій. Потім придбали більш потужний, вироблений серійно. А зараз розробили вже власний,  серйозніший. 

 

Андрій Кириченко визнає, що такі, умовно кажучи, аматорські механізми часто розробляються із цікавості та для задоволення: щоб довести собі, що ти здатен на це, довести іншим. Усі конструкції – індивідуальні, адже за ними стоять власні точки зору на процес, свої матеріали, конструкторський досвід. Але точну межу між аматорством і наукою провести складно. Андрій Миколайович вважає, що «любительство» може вивести студентів на професійний рівень. Адже принципи дії любительських та промислових машин аналогічні. Тому до виконання таких розробок залучаються студенти, а самі розробки обов’язково впроваджуються до навчального процесу. Це робить навчання цікавішим, а в результаті – і більш якісним.

 

Під час роботи над докторською дисертацією він створив перший в Україні верстат із паралельною кінематикою – гексапод. Ми просимо пояснити, що це за «один», доступною читачам мовою.

 

– Це верстати, що дозволяють досягти високих швидкостей і прискорень робочого органу. Вони потрібні для високошвидкісної обробки матеріалів. Одна з головних задач у промисловому верстатобудуванні, робототехніці – підвищення точності виконання траєкторії робочим органом верстата чи робота, щоб точно виготовляти деталі, точно класти їх на місце і так далі. І є проста залежність – чим менша маса рухомих об’єктів, тим краще ними керувати і тим точнішою буде їхня траєкторія. Так ось, принцип дії верстатів і роботів паралельної структури полягає у тому, що замість послідовного розташування урухомників (рос. приводов. – Ред.), коли кожен із наступних несе на собі всі попередні і рухає всю масу, тут усі урухомники одночасно приєднані до робочого органа. Відтак це зменшує вагу, відповідно – збільшує прискорення, швидкість і точність роботи. Але – за рахунок більш складної системи управління, деяких інших обмежень. Швидкісні роботи паралельної структури (в основному – дельта-роботи) швидко зайняли чільне місце у високопродуктивних сортувально-пакувальних лініях. Серійні дельта-роботи виконують до 3 циклів на секунду, рухаються з прискоренням до 20g, а прискорення експериментальних зразків сягає 100g! А от з верстатами складніше. Перший верстат паралельної структури був розроблений у Радянському Союзі на початку 80-х років. Але тодішній рівень систем ЧПУ був недостатнім. Згодом ці напрацювання почали впроваджувати західні верстатобудівні фірми, які наприкінці 90-х представили низку таких верстатів. Але виявилося чимало проблем, які поки не дозволяють їх широко використовувати у масовому виробництві. Тож напрямок потребує подальших досліджень. У тому числі в Україні. Адже іноземні фірми своїм досвідом діляться неохоче. Якщо в нашій державі хочемо мати цю серйозну галузь, то нею треба займатися. 

 

Як відзначає Андрій Кириченко, такі верстати і роботи добре підходять для навчання студентів. Вони досить прості, модульні. Їх можна складати з набору певних вузлів у різних конфігураціях, навіть винаходити нові механізми. Потім припасовувати до них системи керування, вдосконалювати характеристики. Наукові дослідження проводяться на різних рівнях – від створення нових конструкцій і оптимізації параметрів до підвищення точності, жорсткості, динамічної якості.     

 

– Держава зовсім не підтримує такі дослідження?

 

– Певна підтримка є. Наприклад, зараз працюємо в рамках держбюджетної наукової програми. Щорічно держава проводить конкурси, на яких відбираються дослідницькі теми, і на них виділяється певне фінансування. Із 2013 року наш університет разом з НТУУ «КПІ» задіяний в одній з таких тем – удосконалення саме верстатів паралельної структури. У ній беруть участь кілька кафедр університету, провідні фахівці з верстатобудування та систем управління.

 

– Вигідно зараз бути винахідником, раціоналізатором, мати патенти?

 

– Бачте, отримати патент – хай і непросто, але це ніщо порівняно із втіленням в життя своєї розробки. Є різні види патентів. Скажімо,  без експертизи по суті, є і з нею, але він дорожчий. Брати останній для фізичної особи немає великого сенсу, як на мене. Бо надто важко, принаймні, в нашій країні, щось винайти, виробляти і отримувати з цього гроші. Відсутня у нас така підтримка, відповідне середовище. За кордоном, наприклад, є таке поняття «стартап». Людина щось винайшла і звертається до фондів, домагається фінансування під свій проект. Крім того, сьогодні є принаймні два інтернет-ресурси, на яких на свою розробку можна назбирати кошти – так званий краудфандинг. Це Кickstarter та Іndiegogo. У людини з’явилася ідея виробляти якусь цікаву річ, її опис виставляється на такому сайті. Якщо вона зацікавила – люди з усього світу переказують гроші на її реалізацію. Цю процедуру, до речі, пройшли більшість популярних 3D-принтерів. Там саме середовище, система та й, мабуть, економіка побудовані так, що все це працює. У нас таких прикладів набагато менше.          

 

– Місцеві підприємства зацікавлені у ваших чи подібних до них розробках?

 

– Певна зацікавленість є. До мене не раз зверталися, щоб допомогти вирішити конкретні завдання. Здебільшого це люди, які займаються обробкою металів – щось налагодити, розробити конструкцію, систему керування верстата. Але великим підприємствам часто простіше купити готове обладнання, ніж вкладатись у розробки і дослідження, які можуть зайняти кілька років. Причому, про це я знаю не лише із власного досвіду. Навіть якщо говорити про всю Україну – таких випадків мало. Водночас, наскільки я розумію, жодне велике закордонне підприємство не обходиться без зв’язку із наукою та навчанням. Без такого трикутника – «освіта – наука – виробництво» – дуже складно. І не лише нам, науковцям, а й державі взагалі.

 

– Чи, багато студентів, «схиблених» на таких речах?

 

– На виставках наші експонати – дельта-робот, гексапод, 3D-принтер – завжди викликають жваве зацікавлення. Але «схиблених» не так багато. Мені здається, що запити в молоді зараз інші. Який в нас до недавнього часу найпопулярніший фах? Юрист. А що по телебаченню показують? Багатство, легкі гроші, якесь красиве життя, в якому місця для таких, як ми, майже немає. Ось і життєва позиція у молоді відповідна. Тому треба популяризувати науку і техніку, чим ми останнім часом і займаємось. У минулому навчальному році при кафедрі розпочав роботу гурток робототехніки. Працювали в основному із студентами машинобудівного коледжу КНТУ, багато з яких пізніше вступили до університету. У цьому навчальному році збираємося залучити до гуртка і учнів шкіл. Гадаю, що в місті є і дорослі, яких цікавить технічна творчість. Тому у планах створити перший у Кіровограді «хакерспейс» – майстерню, де кожен бажаючий міг би працювати над своїми проектами.

 

Далі розмова повернула на тему, чи можуть українці з мізками і руками пробитися на заході.

 

– Тут є певні проблеми. Наприклад, той самий Кікстартер. Щось зробив – можеш накопичити велику суму, налагодити виробництво і продавати з прибутком. Але цей ресурс розрахований в основному на громадян США. Пересічному українцю складно ним скористатися, оскільки потрібен рахунок у американському банку. Проблема друга. Навіть якщо без подібних сайтів щось серійно виробляти, продати це за кордон складніше, ніж всередині країни. А якщо і вдасться вийти на світовий ринок, для фізичної особи буде проблемою отримати гроші від продажу. До слова, відома платіжна система PayPal у нас повноцінно не працює. Наприклад, я часто купую для своїх проектів деталі на всесвітньому аукціоні еBay, а продати залишки, які вже мені не потрібні, там не можу саме через згадану проблему.

 

Але все одно дуже цікаво цим займатися, і зараз набагато більше можливостей для технічної творчості, ніж ще десяток років тому. Вважаю, що у мене є однодумці, хотілося б, щоб їх було побільше.

 

– Спілкуєтеся з ними?

 

– Так, звичайно. Наукові дослідження неможливо уявити без доступу до світових наукових публікацій. Конструювання також відбувається у певній взаємодії, спілкуванні з фахівцями. Для цього існують профільні форуми в інтернеті. Якщо роблю якесь «залізяччя», важливий досвід інших проектів, щоб не «винаходити колесо». А стосовно систем управління можу безпосередньо звернутися до людей, які цим займаються. Наприклад, систему ЧПУ з відкритим кодом LinuxCNC, котру я також використовую, розробили у 90-х роках минулого сторіччя в американському інституті стандартизації NIST. А згодом програмний код віддали у загальне користування, і вже більше 10 років неформальна група фахівців з усього світу безкоштовно займається її розвитком і вдосконаленням. Загалом принцип відкритого коду дає можливість будь-кому цю програму коригувати, підлаштовувати під свої потреби. Для багатьох це просто задоволення, але дехто і заробляє на подібних речах. Наприклад, розробляють конструкції і також відкривають всі її креслення і параметри. Хоче людина – робить її сама, хоче просто її мати, а робити не має бажання, то тоді може придбати готове. Що ж до програмного забезпечення, то у США, Європі і усьому світі фахівці встановлюють згадану систему LinuxCNC на різні верстати. Хоча система безкоштовна, праця з її встановлення і налагодження оплачується.      

У спілкуванні з іноземними колегами мені дуже допомагає знання англійської. Можу черпати інформацію із першоджерел, спілкуючись із розробниками чи фахівцями певного напрямку. Завдяки інформаційним технологіям світ зараз тісний. Скажімо, я щось розробляю, викладаю відео на Youtube, і вже з усього світу це коментують, ставлять питання, просять поради тощо.

 

Від теорії ми перейшли до практики. Андрій Миколайович проводить екскурсію по численних діючих «експонатах» кафедри, серед яких верстат-гексапод, дельта-робот, 3D-принтери, комп’ютерні системи управління і ще хтозна-яке електронне та механічне начиння. Як класичний технар-фанат, готовий розповідати дилетанту про всі апарати годинами. Особливий інтерес викликали не раз згадані 3D-принтери, які автор статті мав нагоду побачити вперше у житті наживо. У Кіровограді, до речі, кафедра металорізальних верстатів та систем  КНТУ – чи не єдине місце, де вони є. Принаймні, її керівник не чув, щоб хтось у місті мав такий апарат.

Описувати побачене і передавати почуте – невдячна справа. Кожен справді зацікавлений може черпати інформацію без посередників. Ми ж можемо лише констатувати, що наука в нашій країні завжди трималася на ентузіастах. Тримається і зараз. Дасть Бог, настануть для них і для неї часи значно кращі. 

Loading...