This paper addresses the problem of robotic cutting during disassembly of products for materials separation and recycling. Waste handling applications differ from milling in manufacturing processes, as they engender considerable variety and uncertainty in the parameters (e.g. hardness) of materials which the robot must cut. To address this challenge, we propose a learning-based approach incorporating elements of interaction control, in which the robot can adapt key parameters, such as feed rate, depth of cut, and mechanical compliance during task execution. We show how a mathematical model of cutting mechanics, embedded in a simulation environment, can be used to rapidly train the system without needing large amounts of data from physical cutting trials. The simulation approach was validated on a real robot setup based on four case study materials with varying structural and mechanical properties. We demonstrate the proposed method minimises process force and path deviations to a level similar to offline optimal planning methods, while the average time to complete a cutting task is within 25% of the optimum, at the expense of reduced volume of material removed per pass. A key advantage of our approach over similar works is that no prior knowledge about the material is required.


翻译:本文主要解决产品拆卸过程中机器人切割的问题,以实现材料分离和回收利用。废物处理应用不同于制造过程中的铣削,因为它们在机器人必须切割的材料参数(例如硬度)方面产生了相当大的多样性和不确定性。为了解决这个挑战,我们提出了一种基于学习的方法,其中融合了交互控制的要素,机器人可以在任务执行过程中适应关键参数,如进给速率、切削深度、机械柔顺性等。我们展示了如何在嵌入一个切割机械学模型的模拟环境中,在不需要大量来自物理切削试验的数据的情况下,快速培训系统。模拟方法在基于四种案例材料的真实机器人设置上进行了验证,这些材料具有不同的结构和机械特性。我们证明了所提出的方法将过程力和路径偏差最小化到一个类似于离线最优计划方式的水平,而完成切割任务的平均时间在最优时间的25%以内,以牺牲每次切割去除材料的量。我们的方法与类似的工作相比的一个关键优点是不需要关于材料的先验知识。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
95+阅读 · 2020年5月31日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月24日
VIP会员
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员