Kernekoncepter
Standardrobotergreifer können trotz ihrer Einschränkungen zur Schätzung der Elastizität und Viskoelastizität von Objekten verwendet werden, um diese in einer Recyclinganlage zu sortieren.
Resumé
Die Studie untersucht, inwieweit Standardrobotergreifer zur Schätzung der Materialeigenschaften Elastizität und Viskoelastizität verwendet werden können. Dafür wurden verschiedene Objektsätze, darunter Würfel, Würfel und Schaumstoffproben, mit drei Roboteraufbauten (zwei Parallelbackengreifer und einen Kraft-/Drehmomentsensor) sowie einem professionellen biaxialen Druckprüfstand getestet.
Die Ergebnisse zeigen:
Die Robotergreifer können die absoluten Werte des Elastizitätsmoduls und der Viskoelastizität nur begrenzt genau schätzen, liefern aber eine konsistente relative Einordnung der Materialien nach ihrer Elastizität.
Die Schätzung der Viskoelastizität mit dem Hunt-Crossley-Modell ist am genauesten.
Eine zweidimensionale Darstellung der Schätzungen von Elastizität und Viskoelastizität ermöglicht eine gute Unterscheidung der Materialeigenschaften.
Die Erkenntnisse wurden in einem Demonstrator zur Sortierung von Recyclingmaterialien (Plastik, Papier, Metall) angewendet, bei dem ein einziger Griff ausreicht, um die Materialien korrekt zu trennen.
Statistik
Die Kompression mit langsameren Geschwindigkeiten verbesserte die Schätzung der Elastizität, während Vorzyklen oder die Greiferfläche keinen Einfluss hatten.
Die Robotergreifer lieferten nach der Kalibrierung nur begrenzt genaue Schätzungen der absoluten Werte des Elastizitätsmoduls und der Viskoelastizität.
Die relative Einordnung der Materialeigenschaften war jedoch über die verschiedenen Greifer hinweg weitgehend konsistent.
Citater
"Trotz der nichtlinearen Charakteristik verformbarer Objekte führte die Anpassung linearer Spannungs-Dehnungs-Näherungen zu stabileren Ergebnissen als lokale Schätzungen des Elastizitätsmoduls."
"Das Hunt-Crossley-Modell erwies sich als am besten geeignet, um die Viskoelastizität aus einem einzigen Objektdruck zu schätzen."