Automatic Robotic Assembly Sequence Planning (RASP) can significantly improve productivity and resilience in modern manufacturing along with the growing need for greater product customization. One of the main challenges in realizing such automation resides in efficiently finding solutions from a growing number of potential sequences for increasingly complex assemblies. Besides, costly feasibility checks are always required for the robotic system. To address this, we propose a holistic graphical approach including a graph representation called Assembly Graph for product assemblies and a policy architecture, Graph Assembly Processing Network, dubbed GRACE for assembly sequence generation. Secondly, we use GRACE to extract meaningful information from the graph input and predict assembly sequences in a step-by-step manner. In experiments, we show that our approach can predict feasible assembly sequences across product variants of aluminum profiles based on data collected in simulation of a dual-armed robotic system. We further demonstrate that our method is capable of detecting infeasible assemblies, substantially alleviating the undesirable impacts from false predictions, and hence facilitating real-world deployment soon. Code and training data will be open-sourced.


翻译:自动化机器人装配序列规划(RASP)可以显著提高现代制造业的生产力和韧性,伴随着越来越多的产品定制需求。在实现此类自动化方案时,其中一个主要挑战在于如何在日益复杂的装配过程中从不断增长的潜在序列中高效地找到解决方案。此外,机器人系统始终需要昂贵的可行性检查。为了解决这个问题,我们提出了一种全面的图形方法,包括用于产品装配的图形表示,即装配图,和用于装配序列生成的策略架构,名为图形装配处理网络(Graph Assembly Processing Network, GRACE)。 其次,我们使用GRACE从图形输入中提取有意义的信息,以分步的方式预测装配序列。在实验中,我们展示了我们的方法可以基于双臂机器人系统模拟收集的数据,预测铝型材产品变体的可行装配序列。我们进一步证明了我们的方法能够检测到不可行的组装,从而大大缓解了错误预测所带来的不良影响,进而有望促进真实场景的应用。代码和训练数据将开源。

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