乌尔姆使用科技大学效劳机器人研讨中间正在开辟一种模块化软件框架以便简化机器人编程。此框架致力于供给通用软件组件，例如，依据须要替代分歧制造商的机器夹持臂，从而经由过程即插即用方法实现新机器人解决方案。乌尔姆大学的团队依赖康佳特(congatec)存在下扩展性跟标准化的嵌入式计较硬件去知足需要。
现在的进步前辈机器人多数是含有多个子系统的高度庞大布局。它们所用的机器手臂两头装有特定对象、夹持体系或丈量仪器的各类轴跟驱动安装，例如：正在取放使用中，借需其他传感器体系，用来节制运动、辨认物体跟地位。跟着自动化、协作机器人的呈现(与人类正在统一事情区内事情)，使命数目与构建块也大批增长。例如，正在工业情况中对移动机器人停止定位跟导航和平安人机交互。正在工业4.0情况中，也须要针对周围机械跟体系的M2M接口，其方针就是互相调和使命。各种类型的机器人(自动、协作、协作)均须要功能强大的软件组件跟高性能嵌入式体系。
1、智能机器人的极大市场需求
正在将来几年内，智能机器人的市场需求将大幅增加。例如，估计至2023年，自动机器人体系市场的年复合增长率将到达23.7%，协作机器人的新市场范畴将增加两倍(每一年均匀增加多达59%)。OEM厂商为了搭上那下市场增加的便车，蒙受着快捷开辟并正在成熟市场中推出此类新体系的极大压力。可是，关于OEM厂商、体系集成商跟用户而言，软件开发是一项极大应战。为了让极为庞大的自动机器人解决方案变得相互协作跟/或协作，必需正在此中集成更多子系统。
2、软件应战
现在，机器人软件依然时常作为封闭系统履行，平常利用ASICS或FPGA等各类定制的x86或ARM硬件。平常，软件均针对各机器人定制，招致难以重复使用。而机械手节制、导航、机械视觉、使命调和、HMI等一切使命均为同个编程。是以，现阶段简直没法改换软件组件(即便关于最常须要的功用)或正在其他硬件平台上利用软件组件。那意味着，关于每项新计划，皆需从头实现机器人软件，此实现进程岂但简单犯错且十分耗时，借能够大幅耽误推出急需的翻新解决方案，更不用说招致操作员必需对每一个机器人停止特定编程的贫苦了。
图1：协作机器人须要可以模块化汇编的硬件跟软件组件，以便顺应其使命。编程事情应尽量少，以至无需编程;它们应足以实现模块的编程。
3、模块化与重复使用
快递分拣机器人是哪个企业的乌尔姆使用科技大学效劳机器人研讨中间Schlegel传授的研发团队将利用模块化软件方式替换封闭系统方式，由于封闭系统方式不休为体系集成商跟用户创立新软件名目，模块化软件方式则将全部庞大的机器人体系分红几个零丁的功用单位，然后将指定各单位经由过程充足且明白限制的接口停止交互。此观点被称为SmartSoft，经由过程与工业及研讨范畴合作伙伴的协作，它已正在欧洲(EUH2020名目“RobMoSys-机器人体系的可组合模子跟软件”)跟天下规模(BMWiPAiCE名目“SeRoNet-效劳机器人解决方案的联合开发平台”)停止推广并失掉脱销。实质上，此方式致力于实现经过周全开辟跟测试的模块化软件构建块汇编机器人体系。如许，软件开发人员可以将重点放在各功能模块上，而没必要思量其他组件的外部构件。更紧张的是，它可以采取模块化方式归并功用，例如协作或协作组件、特定操纵器的逻辑单位，以至可以归并分歧制造商实现的功用。最初，它借减少了体系集成商跟终端用户停止客户定制顺序改编所需的事情，将大幅鞭策机器人的提高。
高速分拣机器人哪家有实力图2：SmartMDSD对象链供组件开发人员开辟各功用单位的软件组件，它们可以正在新机器人计划中按须要组合与从头利用。是以，底层硬件应可以灵巧扩展。
假定你的机械手由A公司供给，机架由B制造商供给，平面机械视觉体系由C制造商供给。得益于高层级抽象化且仅需停止少许调剂，正在外部物流使用等环境中利用的公用控制系统可以由现成的软件组件汇编。此使用毫不是理想，它曾经正在理想世界中颠末测试。例如，乌尔姆团队曾经实现效劳机器人组合Larry跟Robotino，此组合正在TranspharmLogistikGmbH的医药外部物流使用中全自动天拆卸各托盘上的药物包装，然后将它们放入指定交货面。设置稍作转变，那两个机器人便可自动吸收咖啡定单并将做好的咖啡放到客户的桌子上。因为软件组件是现成的且可以自由组合，从头计划仅须要几小时。
4、明白界说接口的容器
为了实现组件的简直一切汇编，乌尔姆使用科技大学效劳机器人研讨中间的团队开辟出一款效劳组件架构的软件版本，和合用于Eclipse开辟情况的模子驱动开源软件工具链。此情况为组件开发人员供给一些对象，他们可以利用这些对象为各功用单位编写本人的代码，然后，利用自动天生的组件容器护卫这些算法。这些容器与不异通信接口的其他容器停止通讯。另外，包装也护卫了组件开发人员的IP。此团队已开辟几款近似功能模块并正在本人的名目中利用它们。这些模块包罗导航模块、机械视觉、HMI、机械手节制跟使命调和等，这些只是此中的一小部分罢了。作为一种同一的通信接口，SmartSoft亦依赖于OPCUA。如许，制造商可以将重点放在特定容器上，并培育其相关焦点才能，更灵巧的效劳让客户收获颇丰。
5、通用嵌入式硬件取代专有计划
分拣机器人控制部分关于逻辑硬件，乌尔姆团队利用x86技巧尽量减弱软件开发与任何特定硬件的关联。依附适合的胶连逻辑，此方式可以透过x86技巧轻松天履行，此类体系正在前期的迁徙也可以如斯履行。
因为存在下标准化跟完全文件体例，嵌入式x86硬件也特殊得当此情况。形状规格符合尺度，除尺寸中，使用编程界面也符合尺度。如许，假使板子合乎PICMG的eAPI范例或SGET的UIC尺度，硬件改换变得便利。正在这些环境下，以至可以依照使用需要自由切换分歧尺寸形状(例如主板与嵌入式计算机模块)，无需大幅变动正在迁徙中接见硬件的方式。非常重视此标准化及其文件体例与最简略的硬件集成的一家供应商就是康佳特(congatec)，乌尔姆使用科技大学效劳机器人研讨中间正在名目中便利用了此供应商的产物。
乌尔姆使用科技大学的MatthiasLutz道：“除最高计算能力、能效、可靠性等根本要求，咱们借非常重视下标准化跟通用迁徙才能。软件中的每一个额定笼统层均须要额定的计较机能，是以，咱们现阶段正在利用功能强大的双核技巧。节制机器人模块的板组件跟GPIO的标准化方式供给咱们嵌入式计较层级自立的抽象化。”
终极，他们取舍了工业等级的Mini-ITX主板conga-IC175。那是因为标准化的Mini-ITX规格尺寸为正在真实体系中开辟创新型软件组件的原型供给多种劣势，且已将一切接口集成正在一个标准化的板上，康佳特(congatec)实现了透过尺度ATX电源、工业化12V电网或SMART电池停止供电，那关于Robotino跟Larry等移动机器人十分紧张。此外，也可以透过PCIe扩展卡快捷、无效天停止扩展。该板子存在较高效能，借利用耐用的嵌入式组件，是以无需搭配高贵的散热。
图3：利用康佳特conga-IC175Mini-ITX主板的自动捡取机器人Larry：下计算能力、低热益、小外形尺寸跟最高可靠性为关键因素。
哪个厂家生产图书馆分拣机器人乌尔姆团队的将来商用机器人计划将履行于嵌入式计算机模块上。可是，无论是Mini-ITX主板、可搭配尺度Mini-ITX载板的模块、模块跟零丁载板仍是齐定制计划，关于原始设备制造商来讲，终极紧张的是总拥有本钱(TCO)，当利用模块化软件时，其也在于硬件的软件撑持。为了正在将来更随意马虎天集成多项功用，对及时体系虚拟机管理程序技巧的周全撑持能带来更多好处。这样一来客户可以取舍集成其他功用，例如其本人的IoT网关，无需利用公用硬件平台，也节俭了硬件本钱。
Lutz总结道：“咱们十分清晰此类模块化方式的益处，由于它们反应了咱们软件的模块化方式。正在此方面，风趣的是，并购Real-TimeSystem(RTS)公司后，康佳特(congatec)此刻可间接取得这些机器人跟自动化专家的虚拟机管理程序技巧。”
另外，康佳特(congatec)的技巧解决方案中间(TSC)整合一切OEM效劳，为乌尔姆使用科技大学效劳机器人研讨中间或TranspharmLogistikGmbH等这类客户供给完全的效劳。
图4：康佳特(congatec)针对智能机器人的嵌入式计较硬件的开展：依据此系列的计划观点跟批量，OEM可以取舍(1)嵌入式Mini-ITX主板、(2)可搭载嵌入式计算机模块的标准化载板(指Mini-ITX)、(3)可搭载嵌入式计算机模块的定制载板或(4)齐定制计划，而康佳特(congatec)可正在模块进级的根底上绝对快捷、轻松天实现齐定制计划。
流水线分拣机器人6、TranspharmLogistikGmbH的外部物流使用实例
垃圾分拣机器人哪家正规康佳特的工业合作伙伴TranspharmLogistikGmbH正在外部物流使用中利用各类机器人行列履行捡取使命。自动捡取机器人Larry配有UR5机械手模块并利用Segway机架。运输机器人Robotino配有传送带而非机械手，以便将捡取机器人送到任何地址。间接经由过程WLAN正在库管理系统中收到定单。行列管理系统取舍两个捡取机器人，它们将履行定单。此使用基于BMBF名目“LogiRob-同享人机事情空间内的多机器人运输系统”跟“ZAFHIntralogistics-进步外部物流灵活性的协作体系”的结果(Baden-WürttembergandEUERDF2014-2020)。
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