論文の概要: Robot Aware Computational Design of Object Specific Passive Grippers for Additive Manufacturing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.03761v1
- Date: Thu, 03 Sep 2026 12:29:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-04 18:28:39.05588
- Title: Robot Aware Computational Design of Object Specific Passive Grippers for Additive Manufacturing
- Title（参考訳）: 添加物製造のための物体特異的パッシブグリップのロボットによる計算設計
- Abstract要約: 本稿では,選択した対象メッシュ,測定対象状態,選択した6軸ロボットを,対象固有で校正されていない付加的に製造可能なグリップパに変換する,エンドツーエンドの計算パイプラインを提案する。
この方法は、正確なRGB-D/ICPポーズの登録、決定論的表面接触サンプリング、不確実性を認識したレンチスクリーニング、および6つのパッシブキャプチャー機構の選択を結合する。
ウサギ, カメラフランジ, 3DBenchy, 顔付きバストという4つのアーカイブされたオブジェクト固有の試みは, 特異な適合性, 不確実性, ランタイム・スウィープ, ベースライン/ポストトポロジーに適合する
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: This paper presents an end-to-end computational pipeline that converts a selected object mesh, a measured object state, and a selected six-axis robot into an object-specific, unactuated, additively manufacturable gripper. The method couples exact-mesh RGB-D/ICP pose registration, deterministic surface-contact sampling, uncertainty-aware wrench screening, selection among six passive capture mechanisms, object-conformal surface synthesis, full-orientation robot inverse kinematics, a swept-volume-aware manufacturing domain, directional fused-deposition finite-element screening, and constrained three-dimensional SIMP topology optimization. Unlike workflows that treat grasp selection, tool geometry, motion, and structural design as separate problems, every exported design is bound to the source mesh, object pose, robot flange, contact set, and insertion hypothesis by a traceable design identifier. We derive the implemented registration, contact, fit-tolerance, finite-element, and density-optimization equations and prove three properties of the numerical construction: nodal load preservation, monotonic compliance sensitivity under SIMP interpolation, and voxel-domain containment after topology post-processing. Four archived object-specific attempts - a rabbit, camera flange, 3DBenchy, and faceted bust - meet the nominal fit, uncertain-wrench, runtime-sweep, and baseline/post-topology FEA gates. A deliberately enlarged +/-3 mm, +/-5 degree pose stress check differentiates the designs, retaining 29-134 of 160 simulated trials. Their reconstructed topologies retain 92.0-97.6% of the FE domain because functional regions are protected. Archived robot photographs show the corresponding printed assemblies qualitatively, while nominal material properties and absent coupon-calibrated, instrumented tests keep all four at digital-screening status rather than operational release.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,選択した対象メッシュ,測定対象状態,選択した6軸ロボットを対象固有で不動で付加的に製造可能なグリップパに変換する,エンドツーエンドの計算パイプラインを提案する。
この方法は、正確なRGB-D/ICPポーズの登録、決定論的表面接触サンプリング、不確実性を考慮したレンチスクリーニング、6つの受動的キャプチャ機構の選択、オブジェクト・コンフォーマル表面合成、フルオリエンテーション・ロボット・インバース・キネマティクス、スクラップボリューム・アウェア製造領域、方向性融合有限要素スクリーニング、制約付き3次元SIMPトポロジー最適化を結合する。
グリップセレクション、ツールの幾何学、動き、構造設計を別個の問題として扱うワークフローとは異なり、エクスポートされた設計はすべて、ソースメッシュ、オブジェクトポーズ、ロボットフランジ、コンタクトセット、およびトレーサブルデザイン識別子による挿入仮説に結びついている。
本研究では, 有限要素法, 有限要素法, 密度最適化式を実装し, 非線形負荷保存, SIMP補間下での単調なコンプライアンス感度, トポロジー後処理後のボクセル領域の包含の3つの特性を証明した。
アーカイブされた4つのオブジェクト固有の試み - ウサギ、カメラフランジ、3DBenchy、顔付きバスト - は、名目上の適合性、不確実なレンチ、ランタイムスウィープ、ベースライン/ポストトポロジー FEA ゲートに適合する。
故意に拡大された+/-3mm、+/-5度のポーズチェックは、160回の模擬試験の29-134を保ち、設計を区別する。
彼らの再構成されたトポロジーは、機能領域が保護されているため、FEドメインの92.0-97.6%を保持している。
アーカイブされたロボット写真は、対応するプリントされたアセンブリを質的に表示するが、名目上の材料特性とクーポンの校正が欠如しており、計装されたテストは、運用リリースではなく4つ全てをデジタルスクリーニング状態に維持する。
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