Uusi Työkalu Parantaa Robottien Pidinjäitä Valmistuslinjoilla

Washingtonin yliopiston tiimi on kehittänyt uuden työkalun, joka voi suunnitella 3D-tulostettavan passiivisen pidimen ja laskea parhaan polun esineen nostamiseen. Uusi kehitys voi auttaa parantamaan kokoonpanolinjojen roboteja.

Järjestelmää testattiin 22:lla eri esineellä, mukaan lukien ovenpidinmuotoinen kuula, tennispallo ja porakone, ja se osoittautui onnistuneeksi 20 esineellä. Kaksi esinettä, jotka otettiin ylös onnistuneesti, olivat kuula ja pyramidinmuotoinen esine, jossa oli kaareva avainreikä, jotka ovat yleensä vaikeita useille tyypin pidimille.

Tutkimus on tarkoitus esittää 11. elokuuta SIGGRAPH 2022 -tapaamisessa.

Adriana Schulz on vanhempi tekijä ja apulaisprofessori Paul G. Allenin tietokoneiden ja insinööritieteiden koulussa.

Valmistuslinjojen Mukautettujen Työkalujen Luominen

“Me valmistamme edelleen useimmat tuotteemme kokoonpanolinjoilla, jotka ovat hyviä, mutta myös erittäin joustamattomia. Pandemia osoitti, että meidän on oltava helppo tapa uudelleenohjata nämä tuotantolinjat”, Schulz sanoi. “Meidän ideamme on luoda mukautettuja työkaluja näille valmistuslinjoille. Se antaa meille erittäin yksinkertaisen robotin, joka voi suorittaa yhden tehtävän tietyn pidimen kanssa. Ja kun vaihdan tehtävää, vain korvaan pidimen.”

Esinet on perinteisesti suunniteltu vastaamaan tiettyä pidintä, koska passiiviset pidimet eivät voi sopeutua esineen muotoon.

Jeffrey Lipton on yhteistyötekijä ja apulaisprofessori koneenrakennustekniikan laitoksessa.

“Maailman menestynein passiivinen pidin on nostimen pidin. Mutta vastineena on, että nostimen pidin toimii hyvin vain tiettyjen muotojen kanssa, kuten palleilla, mikä tarkoittaa, että mitä tahansa haluat pidellä, sen on oltava pallilla”, Lipton sanoi. “Tässä me sanomme ‘OK, emme halua määritellä passiivisen pidimen geometriaa.’ Sen sijaan haluamme ottaa minkä tahansa esineen geometrian ja suunnitella pidimen.”

On olemassa monia eri mahdollisuuksia pidimelle, ja sen muoto on yleensä kytköksissä polkuun, jota robotti käyttää esineen nostamiseen. Kun pidin on suunniteltu väärin, se riskiää törmätä esineeseen yrittäessään nostaa sitä, mikä on ongelma, jonka tiimi pyrki ratkaisemaan.

Milin Kodnongbua on päätekijä ja oli Allenin koulun opiskelija tutkimuksen aikana.

“Pisteet, joissa pidin koskettaa esinettä, ovat olennaisia esineen vakauden ylläpitämiseksi otteessa”, Kodnongbua sanoi. “Lisäksi pidimen on kosketettava esinettä näissä pisteissä, ja pidimen on oltava yksittäinen kiinteä kappale, joka yhdistää kosketuspisteet robottiin. Voimme etsiä sisäänajo-polun, joka toteuttaa nämä vaatimukset.”

Uuden Pidimen ja Traektorian Suunnittelu

Uuden pidimen ja traektorian suunnittelemiseksi tiimi antaa tietokoneelle 3D-mallin esineestä ja sen sijainnista avaruudessa.

“Ensinnäkin algoritmi generoi mahdollisia otteiden määrityksiä ja arvioi niitä vakauden ja muiden mittareiden perusteella”, Kodnongbua sanoi. “Sitten se ottaa parhaan vaihtoehdon ja tekee yhteisoptimoinnin löytääkseen, onko sisäänajo-polku mahdollinen. Jos se ei löydä yhtä, se siirtyy seuraavaan otteiden määritykseen listalla ja yrittää uudelleen yhteisoptimointia.”

Tietokone antaa kaksi ohjeistusta, kun se löytää hyvän vastineen. Ensimmäinen on 3D-tulostimen käyttöön pidimen luomiseen, ja toinen on robottiarmille seuraamaan polkua tulostuksen ja pidimen kiinnittämisen jälkeen.

Tiimi testasi uutta menetelmää eri esineillä.

Ian Good on toinen yhteistyötekijä ja tohtorikoulutettava koneenrakennustekniikan laitoksessa.

“Suunnittelimme myös esineitä, jotka olisivat haasteellisia perinteisille otteiden roboteille, kuten esineitä, joilla on erittäin matalat kulmat tai sisäinen ote — jossa on oltava avain sisällä”, Good sanoi.

Tiimi suoritti 10 testi-ottoa 22:lla muodolla. 16:lla muodolla kaikki 10 ottoa onnistuivat. Useimmat muodot olivat onnistuneita vähintään kerran, ja kaksi ei onnistunut.

Ilman ihmisen väliintuloa algoritmi kehitti samat otteiden strategiat samankaltaisille esineille. Tämä on johtanut tutkijat uskomaan, että he voivat luoda passiivisia pidimiä, jotka nostaavat esineiden luokan sen sijaan, että ne nostaavat yksittäisiä esineitä.