难题与挑战

大型工业化烘焙厂在生产和包装各种烘焙食品时，包装烘焙食品的拾取工作需要实现自动化，以便更有效地利用员工资源，更好地规划拾取生产能力。视觉引导机器人系统就面临着高难度的挑战 ——

1.由于产品种类繁多，烘焙食品的形状和尺寸各不相同，因此难以确定包装袋在传送带上的位置和方向。

2.透明的塑料包装对比度和反射率低，较难利用光学芯片进行检测。

解决方案

“交钥匙”式的机器人解决方案提供商 KINE Robotics 公司，与 Basler 的分销商 OEM 芬兰公司共同开发了一种传送带跟踪系统，通过使用一台拾放型机器人来安全精准地从传送带上抓取不同尺寸和形状的包装烘焙食品，并将其放入运输箱中。

由 3D 视觉引导的拾放型机器人

实现了用 3D 视觉引导机器人解决方案取代以往人工拾取烘焙食品的方法，使整个生产包装系统运行更加高效、出错率更低。

所用产品：Basler blaze 

高分辨率、高精度 3D 相机 Sony DepthSenseTM 芯片技术 易于集成，经济高效

功能解析

安装在传送带上方的 Basler blaze - 101 3D 相机，利用 ToF (Time-of-Flight) 方法将包装记录为点云，其 XYZ 坐标数据超过30万个。Matrox Design Assistant X 软件会将点云转换为深度图，并使用 2D 视觉工具进行分析，以确定机器人的抓取点。

面包包装的 3D 点云

所采用的 Stäubli TS2 - 60 SCARA 四轴机器人，通过传输控制协议(TCP)与 Stäubli VALtrack 软件进行通信。该软件将由机器视觉采集的拾取坐标信息与来自传送带的光学触发芯片和编码器的信号相结合。

与基于对比度的传统 2D 分析技术不同，3D 视觉技术会根据烘焙食品包装在传送带上的位置和方向来进行识别，并记录为点云。这样降低了对包装颜色变化的敏感度，使应用变得更加可靠。

方案优势

■ 借助 ToF 方法，即可实现精确的、不受光线和对比度干扰的 3D 成像；

■ 适用于移动物体，最大帧速率为30 fps；

■ 相机已集成光源和预校准的光学元件，因此硬件安装更加简单；

■ 由于近红外区域内 940 nm 波长的光谱对人眼不可见，因而不会干扰正常作业；

■ 相机硬件经过行业验证并且坚固耐用，可提供 IP 67 防护等级；

■ 借助跨供应商通信协议 GigE Vision 和 GenICam (GenTL) ，可轻松地在系统中集成相机。

整个传送带跟踪系统能无缝融入包装流水线的自动化流程。借助采用 ToF 技术的精巧型 Basler blaze 相机，KINE Robotics 成功在无需额外光源的情况下构建了一个快速精益的系统，同时降低了整体系统的运行成本。

机器人现在每分钟可处理25 - 30个包装，通过提高货物吞吐量和生产过程的成本效益，让工业化烘焙厂从中受益。