13、自主机器人行为验证与物理交互协作机器人的研究

自主机器人行为验证与物理交互协作机器人的研究

1. 自主机器人行为验证

1.1 机器人任务与架构选择

在工业场景中，Robot1 和 Robot2 持续执行各自的任务，如搬运和焊接。之后，Robot1 会移动到货架处，其柔性夹具释放零件。为实现这样的场景，采用了面向服务的架构来控制、通信和协调这些机器人。相较于分层控制方法，选择这种架构是因为它能提升灵活性，简化机器人任务的同步过程，便于重新编程，且无需为新数据编写新的 PLC 代码而停止生产线。此外，每个资源都有自己的接口，完全自主运行，制造系统中的各个实体之间不存在主从关系。这种自主性使得在遇到意外事件时能够更轻松、快速地进行重新调度。当任何一个机器人出现故障时，它会广播故障信息，然后可用资源之一会进行重新调度，将剩余任务重新分配给另一个合适的资源。

1.2 虚拟装配单元的实现

为了实现虚拟调试方法，使用了另一台安装了 Process Simulate 软件的 PC。创建了一个新的 PS 研究，以准确呈现实际单元的布局、资源和设备。利用 PS SDK 为软件提供额外功能，并使用 Microsoft Visual Studio 和 C# 编程语言实现所需功能，最终形成了一个新的 Process Simulate 命令，其功能如下：
1. 建立 TCP 套接字连接 ：在 Process Simulate 和资源服务之间建立 TCP 套接字连接。PS 端打开一个套接字，等待来自 ROS 服务的传入连接。
2. 定义通信协议 ：明确双方之间的通信协议，包括通信初始化、命令格式化、操作执行成功或失败后的响应以及通信