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    研华嵌入式计算机保障冷库仓储专用四向穿梭机器人可靠运行

      信息来源:   发布时间:2021-12-16  点击数:

    项目简介

    物流仓储业向来被视为是需要大量依赖人力来处理商品与货物的产业。随着科技的进步,已有越来越多的业者开始导入可降低人力需求又可提升仓储效率的搬运机器人来完成货物入出库作业。像是可充分利用垂直空间以便高密度储存货物的立体仓库或是环境恶劣易对人体造成健康伤害的超低温仓库,都能通过搬运机器人让货物移动更迅速也更便捷。

    而在偌大仓库内的众多机器人要能有条不紊地在货架间来回穿梭运送货物,或者在零下的极低温环境下正常运行,其所采用的嵌入式计算机扮演着关键角色。以近几年来备受关注的四向穿梭机器人来说,由于可以横向和纵向轨道任意行驶,使其路径规划与调度系统的设计本就相当复杂,若采用了稳定性不佳的计算机,不仅会影响穿梭机器人运行的顺畅度,一旦计算机发生宕机问题则会让穿梭机器人卡在轨道上动弹不得,而产品频频故障更会增加售后服务的维修成本,亦会损及机器人制造商的公司商誉。

    图1 物流仓储专用四向穿梭机器人

    图1 物流仓储专用四向穿梭机器人  下载原图


    保障四向穿梭机器人可靠运行

    研华的UNO-2372G是一款尺寸紧凑且稳定可靠的嵌入式计算机。精巧机身设计让这款工业级箱型计算机非常适合安装在空间有限的搬运机器人内;而强固特性与宽温特色则使其拥有绝佳的可靠度与耐用度。因此,不论是在严苛环境或低温状态下,UNO-2372G都能稳妥地执行系统程序,从而为四向穿梭机器人可靠运行提供有力的保障。

    (1)系统需求

    国内一家提供全自动智能密集仓储解决方案的高科技公司,自主研发了四向穿梭机器人、冷冻库专用机器人、堆垛式搬运机器人、转轨搬运机器人、重型搬运机器人等多款可以高效输送货物的轨道式搬运车(Rail Guide Vehicle;RGV)。该公司之前是以内嵌自行组装计算机来控制RGV,但始终无法达到其预期的执行效果,有时还会出现卡顿现象而需要重启计算机。为了提升效能并解决卡顿问题,该公司打算为正在开发的第三代穿梭机器人选购新的嵌入式计算机。

    该公司的第三代穿梭机器人是为低温物流中心所设计的产品。由于这款穿梭车的外型扁平犹如托盘,使其内部空间相当局促,但它仍需配置多种硬件装置(包括计算机、电池、微控制器、无线客户端等等)才能按上位系统下达的命令运送货物。

    因此,该公司对新的嵌入式计算机提出了以下需求:

    内建Intel Atom四核芯处理器以提供足够的运算性能;

    小巧体积以切合有限的安装空间;

    支持宽温使穿梭机器人可在冷冻仓库内稳定运作;

    以较佳的硬件设计、以及抗振与抗冲击能力强化稳定性与安全性;

    提供多种I/O接口来连接各种硬件装置,如:触控屏幕、微控制器、鼠标、键盘、二维条形码扫瞄器、无线客户端等。

    (2)系统概述

    研华高效能嵌入式计算机UNO-2372G可满足这家机器人制造厂商对硬件平台的高稳定度要求。以螺丝锁固方式将UNO-2372G安装于冷冻库专用的四向穿梭机器人内,该计算机即可对上接收调度软件的指令、对下控制机器人内的微控制器等硬件装置来执行搬运作业。而在执行搬运货物的过程中以及完成搬运作业时,UNO-2372G都会传送穿梭机器人的目前所在位置与相关信息给上位系统,让管理者可以实时掌握机器人状态与运送进度。

    搭载Intel Atom E3845处理器的UNO-2372G是款低功耗、高性能的运算平台。除了能游刃有余地处理四向穿梭机器人的搬运作业之外,这款箱型计算机的尺寸亦相当纤薄紧凑(仅150×105×35mm),因为占用空间不大,所以非常适合嵌入此项目的托盘式穿梭机器人内。其较宽的作业温度范围(-20°C~60°C)则可确保系统在零下20度的低温物流中心仍能维持正常运作。无风扇与无内部缆线设计、符合IEC之防振和抗冲击性国际规范、以及采用耐用性高的铝合金机壳等特色亦让UNO-2372G拥有绝佳的强固性与稳定性。

    此外,UNO-2372G提供包括RS232/422/485、USB、RJ45、HDMI等多种I/O接口,让设计者可以灵活的配置与整合所需的装置。此项目就以串行埠来连接机器人内的微控制器、以网络端口接无线客户端、HDMI端口接小型触控屏幕,而USB端口既可连接扫瞄器来读取入出库单据上的二维条形码,亦可方便工程师外接鼠标与键盘来为机器人进行调试。

    图2 系统架构图

    图2 系统架构图  下载原图


    总结

    在仓储物流应用领域,单调枯燥、繁琐易出错的工作,以及作业环境恶劣、对人体健康危害较大的场域,未来都将可能由机器人代劳。而嵌入式计算机的稳定性则决定了机器人能否迅速便捷地完成使命。

    研华UNO系列的多款无风扇嵌入式计算机能为机器人提供可靠运行的运算平台,而且不论是在高密度的立体仓库或低温的冷冻仓库等的应用场所。像是此项目所采用的具强固与稳定特色的小尺寸UNO-2372G就让冷冻仓库专用的四向穿梭机器人可稳定地执行搬运工作,同时研华的技术团队还以客制化服务协助系统设计者解决了兼容性问题。导入至今,该机器人的运作一直都很顺畅,因此让这家机器人制造商摆脱了令其困扰的系统卡顿与计算机重开机等问题,进而减少了需要经常提供维修服务的麻烦,亦促使该公司决定在其它机器人的升级改版计划中也采用研华UNO系列的计算机,以提升其产品的稳定性与市场竞争力。

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