PLATE-FORME TECHNOLOGIQUE
Motion Planning AI : Trajectoires sans collision pour la palettisation robotisée
Viroteq planification des mouvements est la couche d'intelligence artificielle qui transforme une décision d'empilage en une trajectoire robotique sûre, rapide et sans collision. Le calcul des trajectoires en moins de 10 ms permet de maintenir des temps de cycle courts, l'optimisation des limites de jointure et des singularités permet de maintenir des mouvements fluides, et la planification tenant compte de la charge utile permet d'éviter les collisions lors de chaque prise et mise en place. Par conséquent, le planificateur ne devient jamais le goulot d'étranglement d'une cellule Viroteq. Au contraire, il libère la pleine vitesse des bras FANUC, ABB, KUKA, Universal Robots, Yaskawa et Stäubli fonctionnant en production réelle.
- ✓ Calcul de trajectoire en moins de 10 ms par pioche
- ✓ Trajectoires sans collision, toujours
- ✓ Optimisation de la limite commune et de la singularité
<10 ms
Calcul du chemin par prélèvement
Ignostique en matière de marque
FANUC, ABB, KUKA, UR, Yaskawa
6 et 7 axes
Prise en charge de la cinématique multiaxiale
1000+
Cellules déployées dans le monde entier
Pourquoi la planification des mouvements détermine le temps de cycle et la fiabilité
La planification des mouvements est la différence entre un robot qui semble impressionnant dans une vidéo de démonstration et un robot qui gagne sa vie sur une ligne de production réelle. Les bibliothèques génériques de planification de trajectoire peuvent trouver une route de A à B, mais un moteur de trajectoire de qualité industrielle doit calculer cette trajectoire dans une fenêtre de cycle étroite, la valider par rapport à chaque limite d'articulation, chaque singularité et chaque obstacle dans la cellule, et rester déterministe à travers des millions de répétitions par an.
Les limites des articulations constituent le premier obstacle. Un robot à six axes comporte six butées mécaniques et un planificateur naïf se contente de planifier des configurations qui les heurtent en milieu de cycle. Les singularités constituent le deuxième obstacle : les poses du robot où de petits mouvements cartésiens nécessitent d'énormes vitesses d'articulation, ce qui déclenche les contrôleurs de sécurité et bloque la ligne. En outre, la prévention des collisions ne concerne pas uniquement le corps du robot. La pince, la charge utile et la pile de palettes en évolution dynamique doivent toutes être modélisées, faute de quoi le planificateur produit des trajectoires qui s'écrasent sur des caisses fraîchement placées.
Les trajectoires tenant compte de la charge utile ajoutent un autre axe de complexité. Une valise de 25 kg portée à bout de bras se comporte très différemment d'une pince vide dans la même position - les accélérations, les inerties et les angles d'approche sûrs changent tous. Des bibliothèques libres comme MoveIt pour ROS fournissent de bonnes bases académiques, mais les transformer en quelque chose d'assez sûr pour fonctionner sans surveillance sur une ligne 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 nécessite une ingénierie substantielle en plus.
Viroteq's plate-forme technologique comble cette lacune. Le moteur fonctionne en périphérie sur des PC industriels, valide le modèle de cellule complet à chaque cycle et s'intègre à l'architecture de sécurité définie par les pratiques standard de l'industrie. Par conséquent, il est prouvé que chaque trajectoire est exempte de collision avant que le contrôleur ne la reçoive, et la ligne fonctionne à la vitesse maximale du robot sans aucun compromis.
Comment fonctionne la planification de mouvement dans les cellules Viroteq
Chaque cycle de planification de Viroteq commence par une pose de saisie produite par le runtime StackrBrain. La pose de saisie décrit l'endroit où le préhenseur doit s'approcher de l'article, la pose d'objectif décrit l'endroit où il doit placer l'article sur la palette, et le modèle de cellule décrit tout ce qui ne doit pas être touché entre les deux.
Tout d'abord, le planificateur effectue une recherche de trajectoire basée sur l'échantillonnage dans l'espace articulaire à l'aide d'algorithmes de type RRT et PRM, entraînés sur des données de production afin de biaiser l'échantillonneur vers des candidats rapides et fluides. Ensuite, une étape d'optimisation lisse la trajectoire candidate, supprime les points de passage redondants et respecte les limites de vitesse et d'accélération des articulations. Enfin, une dernière étape de validation vérifie la trajectoire par rapport à chaque obstacle de la cellule, au volume balayé par la charge utile et aux zones de sécurité définies pour la cellule.
Enfin, la trajectoire validée est transmise au contrôleur du robot - FANUC, ABB, KUKA, Universal Robots, Yaskawa ou Stäubli - par le biais d'interfaces natives ou du pont de mouvement approprié. L'ensemble du pipeline s'exécute en moins de 10 ms pour des bras à six axes typiques, de sorte qu'il s'insère dans la fenêtre de cycle des robots les plus rapides. automatisation de la palettisation stations.
Viroteq Products Powered by Motion Planning
Trois produits Viroteq s'appuient sur le même moteur de planification des mouvements : RobotStackr OS pour les cycles de palettisation cohérents, RobotStackr OTF pour l'empilage en temps réel de cas mixtes et RobotDepalr pour la dépalettisation à l'arrivée. Par conséquent, un seul moteur d'exécution pilote tous les robots de la cellule, qu'il s'agisse de palettisation, de dépalettisation ou de flux de travail mixtes.
RobotStackr OS
RobotStackr OS utilise le moteur de trajectoire pour piloter la palettisation cohérente d'un seul colis à la vitesse maximale du robot. Des modèles prévalidés combinés à des trajectoires optimisées dans l'espace commun permettent d'obtenir un débit maximal sans décrochage de singularité ni collision.
RobotStackr OTF
Le RobotStackr OTF planifie à nouveau chaque trajectoire en moins de 10 ms lorsque les caisses arrivent dans une séquence inconnue. La replanification en temps réel rend la palettisation de caisses mixtes aussi fluide que celle de caisses simples, sans chemins préprogrammés ni étapes d'apprentissage manuel.
RobotDepalr
RobotDepalr utilise le moteur de trajectoire pour dégager les palettes entrantes couche par couche, en replanifiant autour des piles inclinées, décalées ou partiellement prélevées. Ainsi, chaque prélèvement évite les cas voisins et la cellule reste productive même lorsque les palettes des fournisseurs arrivent imparfaitement empilées.
Principales capacités de l'IA de planification de mouvement
Prévention des collisions
Contrôles cinématiques et dynamiques complets des collisions avec le corps du robot, le préhenseur, la charge utile, la pile de palettes et les zones de sécurité. Chaque trajectoire est prouvée sans collision avant que le contrôleur ne la reçoive, ce qui assure la sécurité de la cellule à la vitesse maximale du robot et évite les accidents coûteux pendant les périodes de travail sans surveillance.
Optimisation des limites communes
Les trajectoires évitent les arrêts brutaux et les singularités cinématiques grâce à l'optimisation de l'espace articulaire. Le planificateur évalue les trajectoires candidates en fonction de la marge de portée et de la fluidité, puis rejette toute trajectoire qui obligerait à une réorientation coûteuse en milieu de cycle. Par conséquent, le robot exécute des cycles prévisibles, reproductibles et à pleine vitesse à chaque fois.
Trajectoires tenant compte de la charge utile
Le planificateur tient compte de la masse, de l'inertie et du volume balayé de la charge utile à chaque cycle. Il choisit donc des angles d'approche sûrs, respecte les limites d'accélération lors du transport d'articles lourds et valide l'espace libre pour les charges utiles hautes ou larges. Le même moteur gère les pinces vides et les caisses de 30 kg sans intervention de l'opérateur.
Qu'est-ce que la planification du mouvement ? Définition et glossaire
Planification des mouvements est le processus algorithmique par lequel un robot décide comment se déplacer d'une position de départ à une position d'arrivée sans heurter d'obstacles, sans dépasser les limites des articulations ou sans entrer dans des configurations singulières. Dans la palettisation robotisée, il convertit une instruction de haut niveau telle que “prendre cette caisse et la placer aux coordonnées X, Y, Z” en une trajectoire dans l'espace articulaire entièrement validée que le contrôleur du robot peut exécuter. Un bon calcul de trajectoire est rapide, déterministe et sans collision prouvée - c'est pourquoi il est au cœur de tous les systèmes d'information de l'entreprise. palettisation robotisée qui fonctionne de manière fiable à plein régime.
En outre, le sujet est important car l'alternative - les points de cheminement programmés manuellement - ne s'adapte pas aux charges de travail mixtes, aux piles de palettes dynamiques ou aux géométries changeantes des articles. Par conséquent, le calcul de trajectoire moderne alimenté par l'IA est ce qui rend la palettisation robotisée sans marque économiquement viable dans l'ensemble des pays de l'UE. tous les secteurs Viroteq sert.
Production à grande vitesse
Lignes d'embouteillage, de mise en conserve et d'emballage des produits de grande consommation où le planificateur doit s'insérer dans une fenêtre de cycle agressive. Le calcul des trajectoires en moins de 10 ms permet de maintenir chaque prélèvement à la vitesse maximale du robot.
Commandes de contractants mixtes
Matériaux de construction et distribution industrielle où chaque palette contient un mélange différent. Le planificateur planifie à nouveau chaque trajectoire pour chaque nouvelle séquence d'UGS sans étapes d'apprentissage manuelles.
Cellules de la chaîne du froid
Environnements en dessous de zéro où la fluidité du mouvement est importante pour la longévité de la pince et l'intégrité du produit. Le moteur optimise les profils d'accélération pour éviter les problèmes liés aux chocs thermiques sur les caisses froides.
Cellules multi-robots
Dépalettisation à deux bras ou palettisation à deux cellules lorsque deux robots partagent un espace de travail. Le planificateur négocie des trajectoires synchronisées dans le temps afin que les bras ne se heurtent jamais et que les transferts se fassent en douceur.
Robots d'extérieur
Cellules de dépalettisation de cour et d'extérieur où le vent, les conditions météorologiques et les irrégularités du sol modifient le modèle de la cellule de manière dynamique. Le moteur revalide les trajectoires à chaque cycle pour rester sûr.
Charges utiles lourdes
Matériaux de construction et pièces industrielles de plus de 25 kg : les trajectoires tenant compte de la charge utile permettent de maintenir des accélérations sûres et des angles d'approche respectueux de la sécurité des préhenseurs, des robots et des travailleurs.
Palettisation à grande vitesse
Le moteur de trajectoire permet de traiter plus de 1000 cas par heure avec un calcul de trajectoire inférieur à 10 ms et des déplacements optimaux sur les bras à six axes de FANUC, ABB et KUKA.
Coordination multi-robots
Coordination des trajectoires synchronisées entre deux ou plusieurs robots partageant un espace de travail, avec résolution des conflits et zones de transfert négociées pour des cycles transparents.
Cellules de charge utile lourde
Calcul de la trajectoire en fonction de la charge utile pour des objets de 25 à 50 kg - les accélérations, les inerties et les angles d'approche sont validés à chaque cycle pour assurer la sécurité des opérations de levage de charges lourdes.
<10 ms
Calcul de la trajectoire par prélèvement
1000+
Cellules exécutant la trajectoire Viroteq AI
99.9%
Fiabilité de la validation des trajectoires
Conçus pour répondre aux contraintes de production du monde réel
Un moteur de planification de trajectoire qui fonctionne dans une démonstration universitaire n'est pas la même chose qu'un moteur qui survit à une production 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Les cellules réelles ont des limites d'articulation strictes qui varient selon le fournisseur du robot, des singularités cinématiques qui déclenchent les contrôleurs de sécurité et des charges utiles qui changent de comportement inertiel à chaque cycle. Le planificateur de Viroteq traite tous ces éléments comme des contraintes de premier ordre plutôt que comme des cas particuliers.
La gestion des limites communes est intégrée à l'optimiseur. Chaque trajectoire candidate est notée en fonction de la marge de portée, de sorte que le planificateur préfère naturellement les trajectoires qui évitent les arrêts mécaniques. L'évitement de la singularité utilise l'indice de manipulabilité - une mesure de la distance qui sépare le robot d'une configuration singulière - pour éloigner la recherche des poses qui obligeraient à appliquer d'énormes vitesses articulaires pour suivre de petits mouvements cartésiens. En outre, les effets de la charge utile sont pris en compte dans le contrôle dynamique : une valise de 30 kg à pleine portée présente un profil d'accélération différent de celui du même robot se déplaçant à vide.
Les zones de sécurité sont intégrées directement dans le modèle de planification. Les barrières immatérielles, les limites des clôtures et les obstacles dynamiques de l'espace public sont intégrés au modèle de planification. vision et entrées de capteurs deviennent tous des volumes d'exclusion dans lesquels aucune trajectoire candidate ne peut pénétrer. Par conséquent, chaque plan est cohérent avec l'architecture de sécurité définie par les pratiques standard de l'industrie, telles que Normes ISO 10218 relatives à la sécurité des robots, qui indique comment les robots collaboratifs et industriels doivent se comporter avec les personnes.
Enfin, le moteur établit un équilibre entre les trajectoires optimales en termes de temps et les trajectoires optimales en termes d'énergie. Une trajectoire optimale en termes de temps minimise le temps de cycle et maximise le rendement. Une trajectoire optimale sur le plan énergétique minimise les accélérations des articulations et réduit l'usure de la pince, du robot et de la structure mécanique. Les clients peuvent ajuster le compromis par le biais de la configuration. Ainsi, la même durée d'exécution peut servir à une ligne de produits de grande consommation à grande vitesse qui privilégie le nombre de caisses par heure et à une ligne de produits à forte charge de travail qui privilégie le nombre de caisses par heure. cellule industrielle qui privilégie la durée de vie mécanique à long terme - sans passer par la pile logicielle.
Intégration de la planification des mouvements à votre marque de robot
Le planificateur Viroteq est, de par sa conception, indépendant de toute marque. Des interfaces natives existent pour FANUC, ABB, KUKA, Universal Robots, Yaskawa et Stäubli, de sorte que le même runtime pilote tous les robots de la cellule sans SDK de fournisseur, pendants d'apprentissage propriétaires ou boîtes middleware. La communication s'effectue par le biais d'API REST et de WebSocket, ce qui réduit la surface d'intégration et permet aux équipes informatiques de l'usine de l'examiner. En outre, le planificateur accepte les paramètres Denavit-Hartenberg standard ainsi que les chaînes cinématiques personnalisées, de sorte que les bras non standard, les portiques et les robots à sept axes sont pris en charge par la configuration plutôt que par l'écriture de scripts.
Ainsi, le moteur de trajectoire voyage avec le client plutôt qu'avec le fournisseur du robot. Les flottes de marques mixtes dans les cellules conservent un flux de travail de l'opérateur, une IHM et un ensemble de points d'extrémité d'API. En outre, le moteur d'exécution est installé sur des PC industriels à l'intérieur de la cellule, de sorte que la latence de calcul de la trajectoire est limitée au contrôleur plutôt qu'au nuage, et que la ligne reste opérationnelle en cas de pannes ou d'audits du réseau externe.
FANUC
Pont de trajectoire natif pour les contrôleurs FANUC R-30iB et R-30iA via les interfaces Stream Motion et PC.
ABB
Flux de trajectoires pour les contrôleurs IRC5 et OmniCore par le biais d'interfaces de mouvement à guidage externe.
KUKA
Contrôleurs KUKA KR C4 et KR C5 pilotés par RSI pour un flux de trajectoires à faible latence.
Robots universels
Les cobots UR3, UR5, UR10, UR16 et UR20 sont pilotés par l'intermédiaire de l'échange de données en temps réel pour un contrôle collaboratif de la trajectoire.
Motion Planning AI - Questions fréquemment posées
Voir Motion Planning AI in Production
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La planification des mouvements par l'IA au service de la robotique réelle
Apportez votre marque de robot, les spécifications de votre charge utile et la disposition de votre cellule - les spécialistes de Viroteq établiront un plan de déploiement de la planification des mouvements qui s'adaptera à votre cellule existante et qui permettra à la ligne de continuer à fonctionner.
