Robotikk · Pakking ved linjeslutt
Lastebiltesten
En palleteringscelle som planlegger hver plassering for en cobot på en løftesøyle, og deretter bremser pallen den har bygget og pakket i strekkfilm, i en fysikksimulering.
Oversikt
En palleteringscelle bygget i simulering, for 48 kartonger (400 × 200 × 300 mm, 8 kg hver) på en europall. Kartongene stables i ett av to mønstre: kolonnestabling, der alle lag er like, eller forbandsstabling, der hvert andre lag er dreid 90 grader. Roboten er en seksakset cobot på en løftesøyle. Vår egen inverskinematikk løser hver plasseringspose på begge pallene i lukket form. Løftesøylen hever armen ett lag om gangen, og hver kartong settes inn med en rettlinjet innkjøring mot sitt hjørne. Filmen viser én løftebevegelse og én plassering.
Den ferdige pallen pakkes i strekkfilm og bremses i en fysikksimulering i MuJoCo. Vi øker retardasjonen i trinn på 0,1 g på den samme lasten, etter trinnlogikken i EUMOS 40509-testen, til et trinn feiler. Et trinn feiler hvis en kartong flytter seg mer enn 60 mm (5 % av lasthøyden) mens lasten bremser, eller fortsatt står mer enn 48 mm (4 %) fra der den ble plassert når lasten har falt til ro. Grensene er hentet fra det strengeste av to publiserte sammendrag av standardens kriterier; vi har ikke lest selve standarden. Filmen er modellert som forspente bånd pluss strekkstag som bare tar strekk, festet til de ytre kartongene. Vi satte båndstrekket ut fra en strekkfilmmaskinprodusents anbefalte minste holdekraft for en tyngre last, så strekket er et øvre estimat.
I denne modellen består kolonnestabelen 0,5 g og feiler ved 0,6 g. Hele lasten glir fremover på palledekket og igjen mellom lagene, og en fremre kartong i øverste lag ender 57 mm fra der den ble plassert. I forbandsstabelen holder kartongene i hvert lag sammen, og den består alle trinn opp til 0,8 g. Ved 0,6 g er den største forskyvningen 45 mm. Marginene er små. Med grensen på 60 mm fra det andre sammendraget ville kolonnestabelen også bestått 0,6 og 0,7 g, og forbandsstabelen består 0,8 g med under 1 mm å gå på (47,1 mm). Les nivåene for bestått som resultater av denne modellen med disse grensene. Forbandsstabling er ikke gratis. I trykktester av pallelaster ved RIT for Fibre Box Association, med deres esker og mønstre, tapte forbandsstabler 49–54 % av trykkfastheten, mot 12–20 % for kolonnestabler. Vi siterer det resultatet; vi har ikke simulert trykkbelastning. Kartongene er stive kasser, og filmen er en forenklet modell. Friksjonen og filmstivheten er antatte verdier, ikke målinger.
Hva vi bygde
- En generator for lagmønstre for én kartongstørrelse på en europall, i kolonne- og forbandsmønster.
- Inverskinematikk i lukket form for en seksakset cobot, pluss en sjuende, vertikal akse: løftesøylen. Hver plasserings- og tilnærmingspose på begge pallene er løst, kontrollert med foroverkinematikk og holdt unna albue- og håndleddssingularitetene. Bevegelsene er rette linjer inn til og ut fra hvert plukk og hver plassering, med forflytninger i leddrommet mellom dem.
- En MuJoCo-modell av den innpakkede lasten: 48 stive kartonger med friksjonskontakter, og filmen som 12 forspente bånd pluss 344 strekkstag som bare tar strekk.
- En trinnvis bremsetest på den samme lasten: en rampe på 0,1 s, 0,8 s ved trinnets retardasjon, en nedrampe på 0,1 s og 0,6 s til lasten faller til ro. Grensene er angitt ovenfor.
- Kontroller av kontaktmodellen mot håndberegninger: én kartong glir på palledekket ved sin friksjonskoeffisient, og en frittstående stabel av kartonger velter ved sitt forhold mellom bredde og høyde.
Teknologistakk
Python · MuJoCo · NumPy · three.js
Tall
| Tall | Slik målte vi det |
|---|---|
| 0,6 g | Det første trinnet kolonnestabelen feiler på, i bremsesimuleringen vår i MuJoCo. Trinnene øker med 0,1 g på den samme innpakkede lasten, og det høyeste trinnet den besto, er 0,5 g. Ved 0,6 g står en kartong i øverste lag fortsatt 57 mm (grense 48 mm) fra der den ble plassert når lasten har falt til ro. Med grensen på 60 mm fra det andre publiserte sammendraget ville den bestått 0,6 og 0,7 g. |
| 0,8 g | Det høyeste trinnet forbandsstabelen består i den samme simuleringen, med de samme kartongene, den samme filmen og de samme grensene, med 0,9 mm margin (47,1 mm mot 48 mm). Den feiler ved 0,9 g, der en kartong ender 58 mm ut av posisjon. Ved 0,6 g er den største forskyvningen 45 mm. |
| 49–54 % | Tap av trykkfasthet ved forbandsstabling, mot 12–20 % ved kolonnestabling. Sitert fra trykktester av pallelaster ved RIT for Fibre Box Association (2021), for deres esker og mønstre; ikke simulert. Vårt forband er en krysstabling med 90°. |
