应用案例｜基于三维机器视觉的软包破袋系统应用解决方案

发布时间：2023-11-09 18:00:49     作者：显扬科技

Part.1 前言

近年来，随着工业自动化与物流技术的不断发展，社会生活水平提高，各行各业持续稳定发展，生产规模不断扩大，传统的人工操作已难以适应大规模的作业需求。长此以往，如何使用自动化设备提高物流效率，减少人工成本，成为目前物流行业最关心的问题。

Part.2 三维机器视觉助力自动化

为实现更高效、更精确、更灵活的作业，越来越多企业开始引入三维机器视觉技术，与机器人技术相辅相成，形成机器视觉系统，达成自动化作业目标。



机器视觉系统可以迅速获取大量图像信息，并进行自动处理，在节省人力成本提高整体作业效率的同时可以极大的提高空间利用率，降低运输成本，帮助物流行业快速向智能化、自动化方向迈进。

目前，在工业自动化应用中，三维视觉技术广泛应用于缺陷检查、扫描识别、定位判断和位置测量等领域。

Part.3 传统的软包破袋任务的缺陷

软包破袋任务是针对麻袋、编织袋、尼龙袋、牛皮纸袋等粉状、颗粒状物品包装破袋，常见于化工和农业等行业中。





传统的软包破袋工作通常由人工完成，存在效率低、错误率高、对员工身体危害大等缺点。特别是在化工原料破袋应用中，由于化学污染严重，员工皮肤接触呼吸危害身体健康。长期以来，这项任务一直面临招人难、管理难的难题，自动化改造需求迫切。

软包破袋系统主要应用于纺织袋包装的化工原料、建材、饲料肥料等化工和农业行业粉体的拆袋、破袋，快速完成给料作业。

在引入机器人技术后，传统的自动化软包破袋系统诞生，但该系统只有机械手臂，仍需人工操作且只能实现固定定点破袋。如何实现软包破袋自动化，达到降本增效的目标，仍是一个难题。


Part.4 解决方案

基于显扬科技三维机器视觉的软包破袋系统，可以将货物三维信息传送带上软包的深度信息及高清2D图像获取，并将深度信息及2D图像信息发送给机器人控制平台软件，平台软件中内置3D视觉算法和智能轨迹规划算法。

3D视觉算法通过AI深度学习+3D点云分割的方法，能够快速且准确地定位软包需要破袋的位置。智能轨迹规划算法可以提供准确的抓取点位、放置点位和轨迹点位，引导机械臂快速抓取和破袋动作。



Part.5 基于三维机器视觉的软包破袋流程

①软包垛由输送线运送到待拆工位定位，发信号给机器人；

②机器人收到信号后，三维视觉传感器进行视觉拍照，识别托盘上的软包坐标及位姿，并将坐标信息发送至机器人；

③机器人抓取软包，一次性放置在指定位置；

④视觉定位软包破袋位置，并将坐标信息发送至机器人；

⑤机器人对软包进行破袋后抓取软包，物料倒出，将包装放到指定位置；

⑥重复循环③-④-⑤操作流程，直至将所有托盘软包破袋完成或达到需破袋的数量；

⑦系统上报破袋完成信号，等待加料；

⑧开始下一工作循环。



Part.6 通讯协议



Part.7 方案优势

精准识别：基于显扬科技三维机器视觉的软包破袋自动化能够快速捕捉、识别、定位货物三维信息。

2.提高效率：显扬科技三维机器视觉结合机器人进行高速度、高精度作业，大幅缩短时间，提高作业效率。

3.全自动高效：显扬科技三维机器视觉结合机器人可以7x24小时不间断工作，最大限度减少人工参与，规避因操作失误带来的生产风险，实现全自动高效的货物分拣、搬运和堆垛。

4.降低人工成本：显扬科技三维机器视觉引导机器人软包破袋，能够高效替代人工操作，减少对人工的依赖，降低劳动力成本。

5.改善工作环境：该系统可以在高温、高湿、高粉尘等恶劣环境中工作，取代人工进行高空、重物，化学刺激等危险工作，减轻工人劳动强度，提高安全性。

6.错误率低：通过显扬科技三维机器视觉识别和深度学习实现精确控制，机器人可以减少人为错误，提高产品质量。

7.灵活性强：显扬科技三维机器视觉可根据不同的货物和作业环境，进行快速而精准的搬运路线和动作规划，进行柔性化智能生产。



显扬科技由香港中文大学博士团队创建，主要研究并产业化高速高清三维机器视觉系统，以及智能工业机器人系统。其研发的三维机器视觉设备精度能达亚微米级，三维数据采集帧率高达310帧，此外还具有高精度、大景深、高稳定性的优势，可实现高效率机器人引导，以及工业检测与测量。显扬科技的产品主要应用在对采集速度要求较高的快速工业产线、物流枢纽以及对测量精度要求高的精密制造、军工航天、半导体产业等。