冷庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)穿梭機(jī)器人控制的考驗(yàn) 

  物流倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)向來(lái)被視為是需要大量仰賴人力來(lái)處理商品與貨物的產(chǎn)業(yè)。隨著科技的進(jìn)步，已有越來(lái)越多的業(yè)者開(kāi)始導(dǎo)入可降低人力需求又可提升倉(cāng)儲(chǔ)效率的搬運(yùn)機(jī)器人來(lái)完成貨物入出庫(kù)作業(yè)。像是可充分利用垂直空間以便高密度儲(chǔ)存貨物的立體倉(cāng)庫(kù)或是環(huán)境惡劣易對(duì)人體造成健康傷害的超低溫倉(cāng)庫(kù)，都能透過(guò)搬運(yùn)機(jī)器人讓貨物移動(dòng)更迅速也更確實(shí)。

  而在偌大倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的眾多機(jī)器人要能有條不紊地在貨架間來(lái)回穿梭運(yùn)送貨物，或者在零下的極低溫環(huán)境下正常運(yùn)行，其所采用的控制計(jì)算機(jī)扮演著關(guān)鍵角色。以近幾年來(lái)備受關(guān)注的四向穿梭機(jī)器人來(lái)說(shuō)，由于可以橫向和縱向軌道任意行駛，使其路徑規(guī)劃與調(diào)度系統(tǒng)之設(shè)計(jì)本就相當(dāng)復(fù)雜，若采用了穩(wěn)定性不佳的計(jì)算機(jī)，不僅會(huì)影響穿梭機(jī)器人運(yùn)行的順暢度，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生當(dāng)機(jī)問(wèn)題則會(huì)讓穿梭機(jī)器人卡在軌道上動(dòng)彈不得，而產(chǎn)品頻頻故障更會(huì)增加售后服務(wù)的維修成本，亦會(huì)損及機(jī)器人制造商的公司商譽(yù)。

  嵌入式工控機(jī)成最佳選擇 

  國(guó)內(nèi)一家提供全自動(dòng)智能密集倉(cāng)儲(chǔ)解決方案的高科技公司，自主研發(fā)了四向穿梭機(jī)器人、冷凍庫(kù)專用機(jī)器人、堆垛式搬運(yùn)機(jī)器人、轉(zhuǎn)軌搬運(yùn)機(jī)器人、重型搬運(yùn)機(jī)器人等多款可以高效輸送貨物的軌道式搬運(yùn)車（Rail Guide Vehicle；RGV）。該公司之前是以內(nèi)嵌自行組裝之計(jì)算機(jī)來(lái)控制RGV，但卻始終無(wú)法達(dá)到其預(yù)期的執(zhí)行效果，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)“卡頓”現(xiàn)象而需要重啟計(jì)算機(jī)。為了提升效能并解決卡頓問(wèn)題，該公司打算為正在開(kāi)發(fā)的第三代穿梭機(jī)器人選購(gòu)新的嵌入式計(jì)算機(jī)。

  該公司的第三代穿梭機(jī)器人是為低溫物流中心所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。由于這款穿梭車的外型扁平猶如托盤，使其內(nèi)部空間相當(dāng)局促，但它仍需配置多種硬件裝置（包括計(jì)算機(jī)、電池、微控制器、無(wú)線客戶端等等）才能按上位系統(tǒng)下達(dá)的命令運(yùn)送貨物。

  該公司對(duì)新的嵌入式計(jì)算機(jī)提出了以下需求

  內(nèi)建Intel Atom四核心處理器以提供足夠的運(yùn)算性能

  小巧體積以切合有限的安裝空間

  支持寬溫使穿梭機(jī)器人可在冷凍倉(cāng)庫(kù)內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)作

  以較佳的硬件設(shè)計(jì)、以及抗振與抗沖擊能力強(qiáng)化穩(wěn)定性與安全性

  提供多種I/O接口來(lái)連接各種硬件裝置，如：觸控屏幕、微控制器、鼠標(biāo)、鍵盤、二維條形碼掃瞄器、無(wú)線客戶端等

  百分百完美匹配

  ——研華UNO-2372G 

  什么樣的工控機(jī)

  能滿足這樣的需求呢？

  該公司找到了工控機(jī)全球領(lǐng)導(dǎo)廠商研華，研華的技術(shù)團(tuán)隊(duì)在研究分析所有需求之后，給出了百分百完美匹配的選擇——研華高效能嵌入式計(jì)算機(jī)UNO-2372G。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

  首先，UNO-2372G可滿足這家機(jī)器人制造廠商對(duì)硬件平臺(tái)的高穩(wěn)定度要求。以螺絲鎖固方式將UNO-2372G安裝于冷凍庫(kù)專用的四向穿梭機(jī)器人內(nèi)，該計(jì)算機(jī)即可對(duì)上接收調(diào)度軟件的指令、對(duì)下控制機(jī)器人內(nèi)的微控制器等硬件裝置來(lái)執(zhí)行搬運(yùn)作業(yè)。而在執(zhí)行搬運(yùn)貨物的過(guò)程中、以及完成搬運(yùn)作業(yè)時(shí)，UNO-2372G都會(huì)傳送穿梭機(jī)器人的目前所在位置與相關(guān)信息給上位系統(tǒng)，讓管理者可以實(shí)時(shí)掌握機(jī)器人狀態(tài)與運(yùn)送進(jìn)度。

  其次，搭載Intel Atom E3845處理器的UNO-2372G是款低功耗、高性能的運(yùn)算平臺(tái)。除了能游刃有余地處理四向穿梭機(jī)器人的搬運(yùn)作業(yè)之外，這款箱型計(jì)算機(jī)的尺寸亦相當(dāng)纖薄緊湊（僅150 x 105 x 35mm），因?yàn)檎加每臻g不大，所以非常適合嵌入此項(xiàng)目的托盤式穿梭機(jī)器人內(nèi)。

  而且，最最重要的是，UNO-2372G較寬的作業(yè)溫度范圍（-20°C~60°C）則可確保系統(tǒng)在零下20度的低溫物流中心仍能維持正常運(yùn)作。無(wú)風(fēng)扇與無(wú)內(nèi)部纜線設(shè)計(jì)、符合IEC之防振和抗沖擊性國(guó)際規(guī)范、以及采用耐用性高的鋁合金機(jī)殼等特色亦讓UNO-2372G擁有絕佳的強(qiáng)固性與穩(wěn)定性。

  此外，UNO-2372G提供包括RS232/422/485、USB、RJ45、HDMI等多種I/O接口，讓設(shè)計(jì)者可以靈活的配置與整合所需的裝置。此項(xiàng)目就以串行埠來(lái)連接機(jī)器人內(nèi)的微控制器、以網(wǎng)絡(luò)端口接無(wú)線客戶端、HDMI端口接小型觸控屏幕，而USB端口既可連接掃瞄器來(lái)讀取入出庫(kù)單據(jù)上的二維條形碼，亦可方便工程師外接鼠標(biāo)與鍵盤來(lái)為機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試。

  冷庫(kù)穿梭機(jī)器人控制不再

  “卡頓”、“宕機(jī)” 

  在倉(cāng)儲(chǔ)物流應(yīng)用領(lǐng)域，單調(diào)枯燥、繁瑣易出錯(cuò)的工作，以及作業(yè)環(huán)境惡劣、對(duì)人體健康危害較大的場(chǎng)域，未來(lái)都將可能由機(jī)器人代勞。而嵌入式計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性則決定了機(jī)器人能否迅速可靠的完成使命。

  研華UNO系列的多款無(wú)風(fēng)扇嵌入式計(jì)算機(jī)能為機(jī)器人提供可靠運(yùn)行的運(yùn)算平臺(tái)，而且不論是在高密度的立體倉(cāng)庫(kù)或低溫的冷凍倉(cāng)庫(kù)等等的應(yīng)用場(chǎng)所。像是此項(xiàng)目所采用的兼具強(qiáng)固與穩(wěn)定特色之小尺寸UNO-2372G就讓冷凍倉(cāng)庫(kù)專用的四向穿梭機(jī)器人可穩(wěn)定地執(zhí)行搬運(yùn)工作，同時(shí)研華的技術(shù)團(tuán)隊(duì)還以客制化服務(wù)協(xié)助系統(tǒng)設(shè)計(jì)者解決了兼容性問(wèn)題。

  而導(dǎo)入至今，該機(jī)器人的運(yùn)作一直都很順暢，因此讓這家機(jī)器人制造商擺脫了令其困擾的系統(tǒng)卡頓與計(jì)算機(jī)宕機(jī)等問(wèn)題，進(jìn)而減少了需要經(jīng)常提供維修服務(wù)的麻煩，亦促使該公司決定在其它機(jī)器人的升級(jí)改版計(jì)劃中也采用研華UNO系列的計(jì)算機(jī)，以提升其產(chǎn)品的穩(wěn)定性與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。