Робототехніка · пакування на виході лінії
Тест вантажівкою
Комірка палетизації, яка планує кожне укладання для кобота на підйомній колоні, а потім гальмує складений нею й обмотаний стретч-плівкою піддон у фізичній симуляції.
Огляд
Комірка палетизації, побудована в симуляції, для 48 коробів (400 × 200 × 300 mm, по 8 kg) на європіддоні (Euro pallet). Короби укладають за однією з двох схем: колонною, де всі шари однакові, або з перев’язкою, де кожен другий шар повернуто на 90 градусів. Робот — шестиосьовий кобот на підйомній колоні. Наша власна обернена кінематика розв’язує кожну позу укладання на обох піддонах у замкненому вигляді. Колона піднімає руку на один шар за раз, і кожен короб заходить на місце прямолінійним підходом у свій кут. Фільм показує один підйом і одне укладання.
Готовий піддон обмотують стретч-плівкою й гальмують у фізичній симуляції MuJoCo. Ми підвищуємо уповільнення ступенями по 0,1 g на тому самому вантажі, дотримуючись логіки ступенів випробування EUMOS 40509, доки якийсь ступінь не буде провалено. Ступінь вважається проваленим, якщо будь-який короб під час гальмування зміщується більш ніж на 60 mm (5 % висоти вантажу) або після того, як вантаж заспокоїться, залишається далі ніж за 48 mm (4 %) від місця, куди його поставили. Ці межі взято з суворішого з двох опублікованих викладів критеріїв стандарту; сам стандарт ми не читали. Плівку змодельовано як попередньо натягнуті стрічки плюс зв’язки, що працюють лише на розтяг і закріплені на зовнішніх коробах. Натяг стрічок ми задали за мінімальною силою утримання, яку виробник стретч-обмотувальників рекомендує для важчого вантажу, тож цей натяг — оцінка зверху.
У цій моделі колонне укладання витримує 0,5 g і не витримує 0,6 g. Увесь вантаж ковзає вперед по настилу піддона, а потім ще й між шарами, і передній короб верхнього шару опиняється за 57 mm від місця, куди його поставили. В укладанні з перев’язкою короби кожного шару тримаються разом, і воно витримує всі ступені до 0,8 g. За 0,6 g його найбільше зміщення — 45 mm. Запаси невеликі. З межею 60 mm з іншого викладу колонне укладання витримало б також 0,6 і 0,7 g, а укладання з перев’язкою проходить 0,8 g із запасом менше 1 mm (47,1 mm). Сприймайте витримані рівні як результати цієї моделі з цими межами. Перев’язка має свою ціну. У випробуваннях палетованих вантажів на стиск, проведених у RIT для Fibre Box Association, з їхніми коробами й схемами, укладання з перев’язкою втрачало 49–54 % міцності на стиск проти 12–20 % для колонного укладання. Ми цитуємо цей результат; стиск ми не моделювали. Короби змодельовано як жорсткі ящики, а плівка — спрощена модель. Тертя й жорсткість плівки — прийняті значення, а не результати вимірювань.
Що ми створили
- Генератор схем укладання шарів для одного розміру короба на європіддоні — колонною схемою та з перев’язкою.
- Обернена кінематика в замкненому вигляді для шестиосьового кобота плюс сьома, вертикальна вісь — підйомна колона. Кожну позу укладання й підходу на обох піддонах розв’язано, перевірено прямою кінематикою й віддалено від сингулярностей ліктя та зап’ястя. Рухи до кожного захоплення й укладання та від них — прямолінійні, а переходи між ними виконуються в просторі шарнірів.
- Модель обмотаного вантажу в MuJoCo: 48 жорстких коробів із фрикційними контактами, а плівка — 12 попередньо натягнутих стрічок плюс 344 зв’язки, що працюють лише на розтяг.
- Ступінчасте випробування гальмуванням на тому самому вантажі: наростання за 0,1 s, 0,8 s з уповільненням ступеня, спадання за 0,1 s і 0,6 s на заспокоєння. Межі наведено вище.
- Перевірка контактної моделі ручними розрахунками: окремий короб починає ковзати по настилу відповідно до свого коефіцієнта тертя, а окремо поставлений стовпчик коробів перекидається відповідно до відношення ширини до висоти.
Стек технологій
Python · MuJoCo · NumPy · three.js
Цифри
| Показник | Як ми це виміряли |
|---|---|
| 0,6 g | Перший ступінь, якого не витримує колонне укладання в нашій симуляції гальмування в MuJoCo. Ступені зростають на 0,1 g на тому самому обмотаному вантажі, і найвищий витриманий ступінь — 0,5 g. За 0,6 g короб верхнього шару після заспокоєння вантажу залишається за 57 mm (межа 48 mm) від місця, куди його поставили. З межею 60 mm з іншого опублікованого викладу воно витримало б 0,6 і 0,7 g. |
| 0,8 g | Найвищий ступінь, який укладання з перев’язкою витримує в тій самій симуляції, з тими самими коробами, плівкою й межами, — із запасом 0,9 mm (47,1 mm проти 48 mm). Воно не витримує 0,9 g: там короб опиняється за 58 mm від свого місця. За 0,6 g його найбільше зміщення — 45 mm. |
| 49–54 % | Втрата міцності на стиск для укладання з перев’язкою проти 12–20 % для колонного укладання. Наведено за випробуваннями палетованих вантажів на стиск у RIT для Fibre Box Association (2021), з їхніми коробами й схемами; не змодельовано. Наша перев’язка — перехресне укладання з поворотом на 90°. |
