1114物料手册定义教程byxinyu (#165)

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# 物料构建指南
## 概述
在UniLab-OS系统中任何工作站中所需要用到的物料主要包括四个核心组件
1. **桌子Deck** - 工作台面,定义整个工作空间的布局
2. **堆栈Warehouse** - 存储区域,用于放置载具和物料
3. **载具Carriers** - 承载瓶子等物料的容器架
4. **瓶子Bottles** - 实际的物料容器
本文档以BioYond工作站为例详细说明如何构建这些物料组件。
## 文件结构
物料定义文件位于 `unilabos/resources/` 文件夹中:
```
unilabos/resources/bioyond/
├── decks.py # 桌子定义
├── YB_warehouses.py # 堆栈定义
├── YB_bottle_carriers.py # 载具定义
└── YB_bottles.py # 瓶子定义
```
对应的注册表文件位于 `unilabos/registry/resources/bioyond/` 文件夹中:
```
unilabos/registry/resources/bioyond/
├── deck.yaml # 桌子注册表
├── YB_bottle_carriers.yaml # 载具注册表
└── YB_bottle.yaml # 瓶子注册表
```
## 1. 桌子Deck构建
桌子是整个工作站的基础,定义了工作空间的尺寸和各个组件的位置。
### 代码示例 (decks.py)
```python
from pylabrobot.resources import Coordinate, Deck
from unilabos.resources.bioyond.YB_warehouses import (
bioyond_warehouse_2x2x1,
bioyond_warehouse_3x5x1,
bioyond_warehouse_20x1x1,
bioyond_warehouse_3x3x1,
bioyond_warehouse_10x1x1
)
class BIOYOND_YB_Deck(Deck):
def __init__(
self,
name: str = "YB_Deck",
size_x: float = 4150, # 桌子X方向尺寸 (mm)
size_y: float = 1400.0, # 桌子Y方向尺寸 (mm)
size_z: float = 2670.0, # 桌子Z方向尺寸 (mm)
category: str = "deck",
setup: bool = False
) -> None:
super().__init__(name=name, size_x=4150.0, size_y=1400.0, size_z=2670.0)
if setup:
self.setup() # 当在工作站配置中setup为True时自动创建并放置所有预定义的堆栈
def setup(self) -> None:
# 定义桌子上的各个仓库区域
self.warehouses = {
"自动堆栈-左": bioyond_warehouse_2x2x1("自动堆栈-左"),
"自动堆栈-右": bioyond_warehouse_2x2x1("自动堆栈-右"),
"手动堆栈-左": bioyond_warehouse_3x5x1("手动堆栈-左"),
"手动堆栈-右": bioyond_warehouse_3x5x1("手动堆栈-右"),
"粉末加样头堆栈": bioyond_warehouse_20x1x1("粉末加样头堆栈"),
"配液站内试剂仓库": bioyond_warehouse_3x3x1("配液站内试剂仓库"),
"试剂替换仓库": bioyond_warehouse_10x1x1("试剂替换仓库"),
}
# 定义各个仓库在桌子上的坐标位置
self.warehouse_locations = {
"自动堆栈-左": Coordinate(-100.3, 171.5, 0.0),
"自动堆栈-右": Coordinate(3960.1, 155.9, 0.0),
"手动堆栈-左": Coordinate(-213.3, 804.4, 0.0),
"手动堆栈-右": Coordinate(3960.1, 807.6, 0.0),
"粉末加样头堆栈": Coordinate(415.0, 1301.0, 0.0),
"配液站内试剂仓库": Coordinate(2162.0, 437.0, 0.0),
"试剂替换仓库": Coordinate(1173.0, 802.0, 0.0),
}
# 将仓库分配到桌子的指定位置
for warehouse_name, warehouse in self.warehouses.items():
self.assign_child_resource(warehouse, location=self.warehouse_locations[warehouse_name])
```
### 在工作站配置中的使用
当在工作站配置文件中定义桌子时,可以通过`setup`参数控制是否自动建立所有堆栈:
```json
{
"id": "YB_Bioyond_Deck",
"name": "YB_Bioyond_Deck",
"children": [],
"parent": "bioyond_cell_workstation",
"type": "deck",
"class": "BIOYOND_YB_Deck",
"config": {
"type": "BIOYOND_YB_Deck",
"setup": true
},
"data": {}
}
```
**重要说明**
-`"setup": true` 时,系统会自动调用桌子的 `setup()` 方法
- 这将创建并放置所有预定义的堆栈到桌子上的指定位置
- 如果 `"setup": false` 或省略该参数,则只创建空桌子,需要手动添加堆栈
### 关键要点注释
- `size_x`, `size_y`, `size_z`: 定义桌子的物理尺寸
- `warehouses`: 字典类型,包含桌子上所有的仓库区域
- `warehouse_locations`: 定义每个仓库在桌子坐标系中的位置
- `assign_child_resource()`: 将仓库资源分配到桌子的指定位置
- `setup()`: 可选的自动设置方法,初始化时可调用
## 2. 堆栈Warehouse构建
堆栈定义了存储区域的规格和布局,用于放置载具。
### 代码示例 (YB_warehouses.py)
```python
from unilabos.resources.warehouse import WareHouse, YB_warehouse_factory
def bioyond_warehouse_1x4x4(name: str) -> WareHouse:
"""创建BioYond 1x4x4仓库
Args:
name: 仓库名称
Returns:
WareHouse: 仓库对象
"""
return YB_warehouse_factory(
name=name,
num_items_x=1, # X方向位置数量
num_items_y=4, # Y方向位置数量
num_items_z=4, # Z方向位置数量层数
dx=10.0, # X方向起始偏移
dy=10.0, # Y方向起始偏移
dz=10.0, # Z方向起始偏移
item_dx=137.0, # X方向间距
item_dy=96.0, # Y方向间距
item_dz=120.0, # Z方向间距层高
category="warehouse",
)
def bioyond_warehouse_2x2x1(name: str) -> WareHouse:
"""创建BioYond 2x2x1仓库自动堆栈"""
return YB_warehouse_factory(
name=name,
num_items_x=2,
num_items_y=2,
num_items_z=1, # 单层
dx=10.0,
dy=10.0,
dz=10.0,
item_dx=137.0,
item_dy=96.0,
item_dz=120.0,
category="YB_warehouse",
)
```
### 关键要点注释
- `num_items_x/y/z`: 定义仓库在各个方向的位置数量
- `dx/dy/dz`: 第一个位置的起始偏移坐标
- `item_dx/dy/dz`: 相邻位置之间的间距
- `category`: 仓库类别,用于分类管理
- `YB_warehouse_factory`: 统一的仓库创建工厂函数
## 3. 载具Carriers构建
载具是承载瓶子的容器架,定义了瓶子的排列方式和位置。
### 代码示例 (YB_bottle_carriers.py)
```python
from pylabrobot.resources import create_homogeneous_resources, Coordinate, ResourceHolder, create_ordered_items_2d
from unilabos.resources.itemized_carrier import Bottle, BottleCarrier
from unilabos.resources.bioyond.YB_bottles import YB_pei_ye_xiao_Bottle
def YB_peiyepingxiaoban(name: str) -> BottleCarrier:
"""配液瓶(小)板 - 4x2布局8个位置
Args:
name: 载具名称
Returns:
BottleCarrier: 载具对象包含8个配液瓶位置
"""
# 载具物理尺寸 (mm)
carrier_size_x = 127.8
carrier_size_y = 85.5
carrier_size_z = 65.0
# 瓶位参数
bottle_diameter = 35.0 # 瓶子直径
bottle_spacing_x = 42.0 # X方向瓶子间距
bottle_spacing_y = 35.0 # Y方向瓶子间距
# 计算起始位置 (居中排列)
start_x = (carrier_size_x - (4 - 1) * bottle_spacing_x - bottle_diameter) / 2
start_y = (carrier_size_y - (2 - 1) * bottle_spacing_y - bottle_diameter) / 2
# 创建瓶位布局4列x2行
sites = create_ordered_items_2d(
klass=ResourceHolder,
num_items_x=4, # 4列
num_items_y=2, # 2行
dx=start_x,
dy=start_y,
dz=5.0, # 瓶子底部高度
item_dx=bottle_spacing_x,
item_dy=bottle_spacing_y,
size_x=bottle_diameter,
size_y=bottle_diameter,
size_z=carrier_size_z,
)
# 为每个瓶位设置名称
for k, v in sites.items():
v.name = f"{name}_{v.name}"
# 创建载具对象
carrier = BottleCarrier(
name=name,
size_x=carrier_size_x,
size_y=carrier_size_y,
size_z=carrier_size_z,
sites=sites,
model="YB_peiyepingxiaoban",
)
# 设置载具布局参数
carrier.num_items_x = 4
carrier.num_items_y = 2
carrier.num_items_z = 1
# 定义瓶子排列顺序
ordering = ["A1", "A2", "A3", "A4", "B1", "B2", "B3", "B4"]
# 为每个位置创建瓶子实例
for i in range(8):
carrier[i] = YB_pei_ye_xiao_Bottle(f"{name}_bottle_{ordering[i]}")
return carrier
```
### 关键要点注释
- `carrier_size_x/y/z`: 载具的物理尺寸
- `bottle_diameter`: 瓶子的直径,用于计算瓶位大小
- `bottle_spacing_x/y`: 瓶子之间的间距
- `create_ordered_items_2d`: 创建二维排列的瓶位
- `sites`: 瓶位字典,存储所有瓶子位置信息
- `ordering`: 定义瓶位的命名规则如A1, A2, B1等
## 4. 瓶子Bottles构建
瓶子是最终的物料容器,定义了容器的物理属性。
### 代码示例 (YB_bottles.py)
```python
from unilabos.resources.itemized_carrier import Bottle
def YB_pei_ye_xiao_Bottle(
name: str,
diameter: float = 35.0, # 瓶子直径 (mm)
height: float = 60.0, # 瓶子高度 (mm)
max_volume: float = 30000.0, # 最大容量 (μL) - 30mL
barcode: str = None, # 条码
) -> Bottle:
"""创建配液瓶(小)
Args:
name: 瓶子名称
diameter: 瓶子直径
height: 瓶子高度
max_volume: 最大容量(微升)
barcode: 条码标识
Returns:
Bottle: 瓶子对象
"""
return Bottle(
name=name,
diameter=diameter,
height=height,
max_volume=max_volume,
barcode=barcode,
model="YB_pei_ye_xiao_Bottle",
)
def YB_ye_Bottle(
name: str,
diameter: float = 40.0,
height: float = 70.0,
max_volume: float = 50000.0, # 最大容量
barcode: str = None,
) -> Bottle:
"""创建液体瓶"""
return Bottle(
name=name,
diameter=diameter,
height=height,
max_volume=max_volume,
barcode=barcode,
model="YB_ye_Bottle",
)
```
### 关键要点注释
- `diameter`: 瓶子直径,影响瓶位大小计算
- `height`: 瓶子高度,用于碰撞检测和移液计算
- `max_volume`: 最大容量单位为微升μL
- `barcode`: 条码标识,用于瓶子追踪
- `model`: 型号标识,用于区分不同类型的瓶子
## 5. 注册表配置
创建完物料定义后,需要在注册表中注册这些物料,使系统能够识别和使用它们。
`unilabos/registry/resources/bioyond/` 目录下创建:
- `deck.yaml` - 桌子注册表
- `YB_bottle_carriers.yaml` - 载具注册表
- `YB_bottle.yaml` - 瓶子注册表
### 5.1 桌子注册表 (deck.yaml)
```yaml
BIOYOND_YB_Deck:
category:
- deck # 前端显示的分类存放
class:
module: unilabos.resources.bioyond.decks:BIOYOND_YB_Deck # 定义桌子的类的路径
type: pylabrobot
description: BIOYOND_YB_Deck # 描述信息
handles: []
icon: 配液站.webp # 图标文件
init_param_schema: {}
registry_type: resource # 注册类型
version: 1.0.0 # 版本号
```
### 5.2 载具注册表 (YB_bottle_carriers.yaml)
```yaml
YB_peiyepingxiaoban:
category:
- yb3
- YB_bottle_carriers
class:
module: unilabos.resources.bioyond.YB_bottle_carriers:YB_peiyepingxiaoban
type: pylabrobot
description: YB_peiyepingxiaoban
handles: []
icon: ''
init_param_schema: {}
registry_type: resource
version: 1.0.0
```
### 5.3 瓶子注册表 (YB_bottle.yaml)
```yaml
YB_pei_ye_xiao_Bottle:
category:
- yb3
- YB_bottle
class:
module: unilabos.resources.bioyond.YB_bottles:YB_pei_ye_xiao_Bottle
type: pylabrobot
description: YB_pei_ye_xiao_Bottle
handles: []
icon: ''
init_param_schema: {}
registry_type: resource
version: 1.0.0
```
### 注册表关键要点注释
- `category`: 物料分类,用于在云端(网页界面)中的分类中显示
- `module`: Python模块路径格式为 `模块路径:类名`
- `type`: 框架类型,通常为 `pylabrobot`(默认即可)
- `description`: 描述信息,显示在用户界面中
- `icon`: (名称唯一自动匹配后端上传的图标文件名,显示在云端)
- `registry_type`: 固定为 `resource`
- `version`: 版本号,用于版本管理

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@@ -26,6 +26,7 @@ boot_examples/index.md
## 开发者指南
```{toctree}
:maxdepth: 2
developer_guide/device_driver
@@ -34,6 +35,10 @@ developer_guide/add_action
developer_guide/actions
developer_guide/workstation_architecture
developer_guide/add_protocol
developer_guide/add_batteryPLC
developer_guide/materials_tutorial
developer_guide/materials_construction_guide
```
## 接口文档

View File

@@ -136,7 +136,6 @@ class BIOYOND_YB_Deck(Deck):
for warehouse_name, warehouse in self.warehouses.items():
self.assign_child_resource(warehouse, location=self.warehouse_locations[warehouse_name])
def YB_Deck(name: str) -> Deck:
by=BIOYOND_YB_Deck(name=name)
by.setup()

View File

@@ -5,15 +5,15 @@ def bioyond_warehouse_1x4x4(name: str) -> WareHouse:
"""创建BioYond 4x4x1仓库 (左侧堆栈: A01D04)"""
return warehouse_factory(
name=name,
num_items_x=4,
num_items_x=1,
num_items_y=4,
num_items_z=1,
num_items_z=4,
dx=10.0,
dy=10.0,
dz=10.0,
item_dx=147.0,
item_dy=106.0,
item_dz=130.0,
item_dx=137.0,
item_dy=96.0,
item_dz=120.0,
category="warehouse",
col_offset=0, # 从01开始: A01, A02, A03, A04
)