OFweek工控網(wǎng)：對(duì)于許多新鮮農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)商和超市而言，貼價(jià)格和促銷標(biāo)簽占據(jù)了大量的人工勞動(dòng)和大量費(fèi)用支出。因此，許多用于為水果（如蘋果和桔子）貼標(biāo)簽的大批量生產(chǎn)線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)很多年。
但是，對(duì)于小批量產(chǎn)品，例如石榴或瓜類，情況則有所不同。到目前為止，這類產(chǎn)品外形的多樣性以及處理它們的復(fù)雜性，導(dǎo)致目前這些產(chǎn)品仍然由人工貼標(biāo)簽，隨后再進(jìn)行重包裝。
最近，英國(guó)Loop Technology公司開發(fā)出了一種基于視覺的、適應(yīng)性強(qiáng)的機(jī)器人系統(tǒng)，其能夠自動(dòng)為這類產(chǎn)品貼標(biāo)簽。該系統(tǒng)使用3D相機(jī)識(shí)別在單元格內(nèi)移動(dòng)的產(chǎn)品、打印不同形狀和不同尺寸的標(biāo)簽，并使用一對(duì)工業(yè)機(jī)器人將標(biāo)簽貼到產(chǎn)品表面的特定位置上（見圖1）。
圖1：利用3D 飛行時(shí)間相機(jī)，Loop Technology公司開發(fā)出了一套基于視覺的機(jī)器人產(chǎn)品貼標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)貼標(biāo)。
輸送機(jī)上的產(chǎn)品包裝箱首先經(jīng)過視覺工作站，在這里將對(duì)目標(biāo)水果進(jìn)行識(shí)別。隨后根據(jù)水果種類打印標(biāo)簽，將浪費(fèi)降到最低程度，然后機(jī)器人優(yōu)化標(biāo)簽的取放，以實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)行。兩臺(tái)機(jī)器人協(xié)作配合，將單個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽貼到水果上。
系統(tǒng)架構(gòu)
自動(dòng)貼標(biāo)系統(tǒng)由戴爾公司的一臺(tái)PC機(jī)控制，該P(yáng)C機(jī)配有Intel Core i7處理器，運(yùn)行人機(jī)界面（HMI）、機(jī)器視覺和機(jī)器序列軟件。該P(yáng)C機(jī)與德國(guó)Beckoff公司的CX系列嵌入式PC聯(lián)接，提供系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制；德國(guó)Pilz公司的PLC用于監(jiān)控機(jī)器人單元周圍關(guān)鍵元件的狀態(tài)，例如急停按鈕和門鎖單元進(jìn)入機(jī)制。
一旦水果容器送入自動(dòng)貼標(biāo)系統(tǒng)，在Beckhoff公司的CX系列嵌入式PC的控制下，它們從輥筒輸送機(jī)移動(dòng)到驅(qū)動(dòng)傳送帶上。隨后，產(chǎn)品箱進(jìn)入視覺工作站中，在那里，新加坡Creative公司的Senz3D 飛行時(shí)間相機(jī)，利用調(diào)制紅外光源對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行照明，并捕獲反射光。相機(jī)數(shù)據(jù)通過USB 2.0接口傳輸?shù)蕉嗪薖C，PC對(duì)飛行時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，產(chǎn)生產(chǎn)品箱和下方傳送帶的3D點(diǎn)云。
3D數(shù)據(jù)至關(guān)重要，它用于使系統(tǒng)軟件得以確定產(chǎn)品表面上的點(diǎn)，讓機(jī)器人知道應(yīng)該在何處貼標(biāo)簽，但是高通、低通和縮放濾波器也用于由相機(jī)捕獲的三維數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生二維灰度圖像。然后，PC上運(yùn)行的美國(guó)康耐視公司的VisionPro軟件對(duì)圖像進(jìn)行分段，將在相機(jī)視場(chǎng)下經(jīng)過的各種類型的新鮮產(chǎn)品區(qū)分開來再識(shí)別。
當(dāng)物體移動(dòng)通過該系統(tǒng)時(shí)，圖像數(shù)據(jù)也用于產(chǎn)生物體的定位信息。要做到這一點(diǎn)，從圖像數(shù)據(jù)中提取各目標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并使用Loop Technology公司開發(fā)的三維校準(zhǔn)算法處理。這為每個(gè)物體提供了真實(shí)世界坐標(biāo)系下的三維表面數(shù)據(jù)。然后對(duì)表面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用戶定義的目標(biāo)參數(shù)用于計(jì)算三維空間中產(chǎn)品表面上的點(diǎn)，以及與其垂直的矢量，在該處機(jī)器人應(yīng)當(dāng)貼標(biāo)簽。
Loop Technology公司的定制機(jī)器人通信軟件，允許目標(biāo)數(shù)據(jù)在PC和一對(duì)機(jī)器人控制器之間傳輸。這些方式控制德國(guó)Kuka公司的兩臺(tái)KR6 R900 Agilus機(jī)器人，將標(biāo)簽貼在水果表面上的任何預(yù)定位置。機(jī)器人控制器通過使用兩臺(tái)編碼器，跟蹤輸送帶移動(dòng)，從而使得貼標(biāo)無需延緩整個(gè)流程。
3D分析
通過使用英特爾支持的感知計(jì)算技術(shù)，Senz3D主要是針對(duì)手勢(shì)識(shí)別應(yīng)用。這樣，基于相機(jī)的系統(tǒng)對(duì)手、臉，以及此應(yīng)用中的瓜類表面反應(yīng)良好。然而，感知計(jì)算是基于場(chǎng)景中的相對(duì)變化，而機(jī)器人定位需要真實(shí)世界坐標(biāo)系中的精確三維數(shù)據(jù)。
