AGV-Robotersysteme verarbeiten weitaus mehr Informationen als noch vor ein paar Jahren. Navigationsdaten, Bildverarbeitungseingaben, Befehle zur Flottenkoordination und drahtlose Kommunikation konkurrieren alle um Verarbeitungsressourcen im Fahrzeug. In vielen Projekten hat sich der limitierende Faktor vom physischen Roboter zum Computersystem, das ihn steuert, gewandelt.

Ein leistungsstarker Industrie-Box-PCbietet die gesamte Rechenleistung, Netzwerkbandbreite und Stabilität, die für den Betrieb eines autonomen Fahrzeugs in einer industriellen Umgebung erforderlich sind. Die Wahl der Computerplattform ist heute eine entscheidende Komponente für Systemintegratoren und Anbieter von Automatisierungslösungen bei der Gestaltung ihrer AGVs.

1. Leistungsvorteile bei AGV-Robotern

Ein Industrie-Box-PC mit hoher Bandbreite, der für den Einsatz in AGV-Robotern entwickelt wurde, vereint die Rechenleistung, die Netzwerkkapazität und das robuste Design, auf die moderne Flotten angewiesen sind, einschließlich:

• Starke Echtzeitverarbeitungfür Navigation, Hindernisvermeidung und Sensorfusion
• Mehrere Hochgeschwindigkeits-Netzwerkkanäledie Sensordaten, Bewegungssteuerung und Flottenkommunikation getrennt und sauber halten
• Weitbereichs-Gleichstromeingangdas der sich ändernden Spannung batteriebetriebener Roboter ohne zusätzliche Hardware folgt
• Lüfterlose, versiegelte KonstruktionDas entfernt bewegliche Teile und hält Staub, Vibrationen und langen Schichten stand

Diese Stärken zeigen sich als Ergebnisse auf dem Boden. Roboter reagieren schneller. Netzwerke verwerfen weniger Pakete. Zwischen den Servicebesuchen verlängert sich die Betriebszeit. Die Gesamtbetriebskosten sinken im Laufe der Lebensdauer des Roboters.

2. Kernfunktionen für AGV-Roboter-Workloads

Ⅰ. Hochleistungsverarbeitung für die Wahrnehmung

Da AGV-Roboter immer kompliziertere Navigations- und Wahrnehmungsfunktionen ausführen, muss der Bordprozessor gleichermaßen leistungsstark sein, darf den Roboter aber nicht einschränken's Geschwindigkeit.

• Multi-Core-Prozessoren, die gleichzeitig Pfadplanung, Hinderniserkennung und KI-basierte Wahrnehmung ausführen
• Genügend Spielraum, um Software-Updates und neue Sensoren zu bewältigen, ohne die Hardware auszutauschen
• Ergebnis: Roboter behalten die gleiche Entscheidungsgeschwindigkeit, wenn ihre Software immer fortschrittlicher wird

Ⅱ. Netzwerkarchitektur mit hoher Bandbreite

Irgendwann wird die Fähigkeit des Netzwerks, eine zunehmende Anzahl von Robotern beim Informationsaustausch zu unterstützen, ebenso wichtig wie die Rechenkapazität.

• Mehrere unabhängige Hochgeschwindigkeitsanschlüsse, einschließlich Glasfaserverbindungen, um Sensordaten, Steuersignale und Flottenverkehr getrennt zu halten
• Glasfaseranschlüsse, die Störungen durch Motoren, Förderbänder und andere Bodengeräte widerstehen
• Ergebnis: geringere Latenz und stabilere flottenweite Koordination, da mehr Roboter dem Netzwerk beitreten

Ⅲ. Weitspannungseingang

Batteriebetriebene Roboter verbrauchen Strom, der sich während eines Ladezyklus ändert, daher muss der in ihnen laufende Computer diesen Bereich ohne zusätzliche unterstützende Hardware tolerieren.

• Großer DC-Eingangsbereich, der dem gesamten Ladezyklus einer Batterie entspricht, von voll bis niedrig
• Es sind keine zusätzlichen Spannungsregler erforderlich, was das Gewicht senkt und Fehlerquellen beseitigt
• Ergebnis: Stabile Leistung von der vollen Ladung bis zur schwachen Batterie, ohne überraschende Abschaltungen

Ⅳ. Lüfterloses und robustes Design

Roboter laufen oft in mehreren Schichten, ohne dass jemand auf sie aufpasst, daher muss die Hardware im Inneren Staub, Vibrationen und lange Stunden ohne Wartungsunterbrechungen aushalten.

• Versiegeltes Aluminiumgehäuse, das passiv kühlt, ohne internen Lüfter
• Kein Lüfter bedeutet, dass kein Staub eindringt und ein Teil weniger ausfallen kann
• Watchdog-Timer, der das System nach einem Softwarefehler automatisch neu startet
• Ergebnis: stabiler, wartungsarmer Betrieb durch Mehrschichtbetrieb

3. Typische AGV-Anwendungen

Diese Fähigkeiten sind am wichtigsten, wenn ein AGV-Roboter auf dem Boden ist und neben Menschen, Maschinen und anderen Robotern unter Bedingungen arbeitet, die kaum Spielraum für Fehler lassen.

Ⅰ. Ware-zur-Person-Lagersysteme

• Umgebung: schnelle Kommissionierzonen mit starkem Fußgängerverkehr und häufig wechselnden Layouts
• Was die Hardware leisten muss: schnell reagieren und das Netzwerk bei hoher Sensorlast stabil halten
• Ergebnis: schnellere Bahnkorrekturen, weniger Beinaheunfälle und höhere Leistung pro Schicht

Ⅱ. Fließband-AMRs (Automotive & Elektronik)

• Umgebung: Roboter bewegen Teile in der Nähe von Arbeitern und anderen Maschinen auf der Linie
• Was die Hardware leisten muss: die Kommunikation zwischen Robotern und Liniensteuerungen schnell und vorhersehbar halten
• Ergebnis: Teile kommen pünktlich an und Roboter koordinieren sich sicher mit Menschen in der Nähe

Ⅲ. Halbleiter-Reinraum-FTFs

• Umgebung: Automatisierte Inspektionsaufgaben, die gleichzeitig eine konstante Rechenleistung und einen schnellen Datenfluss erfordern
• Was die Hardware leisten muss: Inspektionssoftware ausführen, ohne Frames zu verlieren oder langsamer zu werden
• Ergebnis: genaue Inspektionen und Inspektionszyklen, die nicht ins Stocken geraten

Ⅳ. Kühlketten- und Lagerroboter

• Umgebung: Temperaturschwankungen, Kondensation und Schichtpläne rund um die Uhr
• Was die Hardware leisten muss: Dicht bleiben und auch unter rauen Bedingungen mit Strom versorgt bleiben
• Ergebnis: weniger Ausfälle und stabiler Betrieb in rauen Lagerumgebungen

4. Industrie-Box-PC vs. eingebetteter Controller

Nicht jeder Industriecomputer ist für den AGV-Einsatz konzipiert, und der Unterschied zeigt sich meist in den Details, die am wichtigsten sind, wenn ein Roboter rund um die Uhr läuft.

• Modularer I/O, der sich ohne komplette Neukonstruktion an unterschiedliche Sensoren und Navigationskonfigurationen anpassen lässt
• Watchdog-basierte Fehlerbehebung ist standardmäßig integriert, keine zusätzliche Funktion
• Glasfaserfähige Anschlüsse für starke EMI-Beständigkeit rund um schwere Motoren und Maschinen

OEM- und ODM-Unterstützung, sodass Flottenbauer die Hardware um den Roboter herum gestalten können, anstatt den Roboter um handelsübliche Hardware herum umzugestalten

Der Industrie-Box-PC in einem AGV-Roboterdefiniert, wie schnell das System Daten verarbeiten kann, wie stabil das Netzwerk bleibt und wie zuverlässig der Roboter im Laufe der Zeit arbeitet. Wenn die Flotten von wenigen Einheiten auf Dutzende anwachsen, die sich die gleiche Etage teilen, werden kleine Probleme wie Latenz oder verlorene Pakete immer schwieriger zu ignorieren. Ein Computer, der für einen Pilotroboter gut funktioniert hat, kann Schwierigkeiten haben, wenn Dutzende Roboter gleichzeitig Daten austauschen.

Hersteller von Robotercomputern, die Flotten von AGVs und AMRs mit vollständiger OEM- und ODM-Unterstützung bauen, profitieren mehr von Hardware, die zum Roboter passt, statt von Hardware, die der Roboter umgehen muss. Unterschiedliche Flotten benötigen häufig unterschiedliche E/A-Layouts, Montagegrößen oder Portanzahlen, selbst wenn sie ähnliche Software ausführen. Durch OEM- und ODM-Anpassungen ist dies möglich, ohne dass eine Neukonstruktion des Roboters selbst erforderlich ist.