实现模块化机器人系统集成的数字化

将机器人系统集成到生产线中是一个耗时的过程。在数字化时代，新技术的研发对于改善集成过程至关重要。众多挑战，包括缺乏标准化以及复杂的利益相关者关系，使得机器人系统集成过程变得复杂。该过程通常包括机器人系统的采购、集成和部署。本论文聚焦于有助于自动化和简化机器人系统集成的三个领域。在第一个与采购相关的领域，展示了一个基于约束的配置器，它解决了机器人设备之间的兼容性挑战，并自动化了配置过程。这降低了集成不兼容设备的风险，并减少了配置阶段对专家的需求。在第二个与集成相关的领域，研究了可互操作的建模格式——统一机器人描述格式（URDF），并进行了详细分析，揭示了其显著的不一致性和关键的改进之处。该格式广泛用于机器人的运动学建模和 3D 可视化，其模型可在仿真工具中重用。改进该格式将使包括机器人工程师、研究人员和学生在内的广泛用户受益。在第三个与部署相关的领域，探索了机器人系统的数字孪生（DTs），因为它们可以提高效率并减少停机时间。本文对 DTs 进行了全面的文献综述，并开发了一个模块化机器人系统的案例研究。这项研究可以加速 DTs 在机器人行业中的应用。这些见解和方法改善了机器人系统集成过程，为未来的研究提供了有价值的贡献，最终提高效率并降低成本。