應用案例｜基于三維機器視覺的軟包破袋系統應用解決方案

發布時間：2023-11-09 18:00:49 作者：顯揚科技

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Part.1 前言

近年來，隨著工業自動化與物流技術的不斷發展，社會生活水平提高，各行各業持續穩定發展，生產規模不斷擴大，傳統的人工操作已難以適應大規模的作業需求。長此以往，如何使用自動化設備提高物流效率，減少人工成本，成為目前物流行業最關心的問題。

Part.2 三維機器視覺助力自動化

為實現更高效、更精確、更靈活的作業，越來越多企業開始引入三維機器視覺技術，與機器人技術相輔相成，形成機器視覺系統，達成自動化作業目標。

機器視覺系統可以迅速獲取大量圖像信息，并進行自動處理，在節省人力成本提高整體作業效率的同時可以極大的提高空間利用率，降低運輸成本，幫助物流行業快速向智能化、自動化方向邁進。

目前，在工業自動化應用中，三維視覺技術廣泛應用于缺陷檢查、掃描識別、定位判斷和位置測量等領域。

Part.3 傳統的軟包破袋任務的缺陷

軟包破袋任務是針對麻袋、編織袋、尼龍袋、牛皮紙袋等粉狀、顆粒狀物品包裝破袋，常見于化工和農業等行業中。

傳統的軟包破袋工作通常由人工完成，存在效率低、錯誤率高、對員工身體危害大等缺點。特別是在化工原料破袋應用中，由于化學污染嚴重，員工皮膚接觸呼吸危害身體健康。長期以來，這項任務一直面臨招人難、管理難的難題，自動化改造需求迫切。

軟包破袋系統主要應用于紡織袋包裝的化工原料、建材、飼料肥料等化工和農業行業粉體的拆袋、破袋，快速完成給料作業。

在引入機器人技術后，傳統的自動化軟包破袋系統誕生，但該系統只有機械手臂，仍需人工操作且只能實現固定定點破袋。如何實現軟包破袋自動化，達到降本增效的目標，仍是一個難題。

Part.4 解決方案

基于顯揚科技三維機器視覺的軟包破袋系統，可以將貨物三維信息傳送帶上軟包的深度信息及高清2D圖像獲取，并將深度信息及2D圖像信息發送給機器人控制平臺軟件，平臺軟件中內置3D視覺算法和智能軌跡規劃算法。

3D視覺算法通過AI深度學習+3D點云分割的方法，能夠快速且準確地定位軟包需要破袋的位置。智能軌跡規劃算法可以提供準確的抓取點位、放置點位和軌跡點位，引導機械臂快速抓取和破袋動作。

Part.5 基于三維機器視覺的軟包破袋流程

①軟包垛由輸送線運送到待拆工位定位，發信號給機器人；

②機器人收到信號后，三維視覺傳感器進行視覺拍照，識別托盤上的軟包坐標及位姿，并將坐標信息發送至機器人；

③機器人抓取軟包，一次性放置在指定位置；

④視覺定位軟包破袋位置，并將坐標信息發送至機器人；

⑤機器人對軟包進行破袋后抓取軟包，物料倒出，將包裝放到指定位置；

⑥重復循環③-④-⑤操作流程，直至將所有托盤軟包破袋完成或達到需破袋的數量；

⑦系統上報破袋完成信號，等待加料；

⑧開始下一工作循環。

Part.6 通訊協議

Part.7 方案優勢

精準識別：基于顯揚科技三維機器視覺的軟包破袋自動化能夠快速捕捉、識別、定位貨物三維信息。

2.提高效率：顯揚科技三維機器視覺結合機器人進行高速度、高精度作業，大幅縮短時間，提高作業效率。

3.全自動高效：顯揚科技三維機器視覺結合機器人可以7x24小時不間斷工作，最大限度減少人工參與，規避因操作失誤帶來的生產風險，實現全自動高效的貨物分揀、搬運和堆垛。

4.降低人工成本：顯揚科技三維機器視覺引導機器人軟包破袋，能夠高效替代人工操作，減少對人工的依賴，降低勞動力成本。

5.改善工作環境：該系統可以在高溫、高濕、高粉塵等惡劣環境中工作，取代人工進行高空、重物，化學刺激等危險工作，減輕工人勞動強度，提高安全性。

6.錯誤率低：通過顯揚科技三維機器視覺識別和深度學習實現精確控制，機器人可以減少人為錯誤，提高產品質量。

7.靈活性強：顯揚科技三維機器視覺可根據不同的貨物和作業環境，進行快速而精準的搬運路線和動作規劃，進行柔性化智能生產。

顯揚科技由香港中文大學博士團隊創建，主要研究并產業化高速高清三維機器視覺系統，以及智能工業機器人系統。其研發的三維機器視覺設備精度能達亞微米級，三維數據采集幀率高達310幀，此外還具有高精度、大景深、高穩定性的優勢，可實現高效率機器人引導，以及工業檢測與測量。顯揚科技的產品主要應用在對采集速度要求較高的快速工業產線、物流樞紐以及對測量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導體產業等。