不管是新鲜原料还是包装好的形式，现在的食品包装都涉及高度的自动化。为了拓展拾取应用的范围，全球机器人制造商ABB和SICK合作开发了一个解决方案，在拾取机器人的控制中增加了一个额外的维度，以使过程中受损的物品更少。该解决方案建立在SICK 3D视觉和ABB机器人技术的基础上。

在多数情况下，传送带负责运送物体，而机器人会将其拾取出来以进行分类或包装。如果物体的尺寸和厚度各不相同，而且位于传送带上随机的位置，那么机器人要想适应这些变化并将它们正确拾取出来就非常困难。

解决方案：3D视觉系统

尽管传统的2D视觉系统已经能够满足许多应用的需求，但是在物品高度和形状都会变化的情况下，要想确定其精确位置，还需要相关的高度和体积信息。2D视觉系统主要靠对比度和颜色来确定物体，而3D检测系统则是依靠高度和体积测量。如果物体和背景之间的对比度较低或不断变化、物体高度和形状各不相同或者因传送带过宽而导致2D系统发生位置畸变，那么在这些情况下，必须使用3D视觉系统才能更加精确而可靠地对物体进行检测。

图1 用于定位和质量保证的IVC-3D

关键所在：物体的高度

要想改进拾取过程，检测出物体的高度是一个关键因素。它能够提高产出并减小损坏风险。使用该技术，机器人能够更快地拾取物体 – 而不会出现与它们相撞的风险。此外，它还提供了更多体积和重量检查选项，而且能够检测出物体上的不规则形状。

精诚合作

SICK和ABB联合开发了一个解决方案，集合了3D检测与市场上成熟产品的所有优点。两家公司各负责这个解决方案的一部分。SICK部分的解决方案采用了IVC-3D视觉传感器和“传送带拾取开发包”(通过该软件包可以使用

图2 IVC-3D可以提供三维位置数据和时间信息

IVC-3D来实现基于高度的物体检测)。为使调试更加简单，该开发包还提供了基于网络的图形化用户界面 (GUI) 来设置物体和传送带参数。通过逐步提示的简单向导，在一个普通坐标系统中就可以完成相机和机器人的校准。IVC-3D相机经过预校准，将照明、图像记录和分析等功能集于一身。通过激光三角测量方法，IVC-3D能够采集和记录三个维度的数据。因此，以前难以拾取和搬运的物体如今都能轻松解决。记录数据包含了三维位置数据和时间信息 – 正是由于这两组数据的整合，使得ABB能够在3D空间和时间内对拾取过程进行精确控制。

ABB部分的解决方案主要包括其知名的机器人产品(速度飞快的IRB 360 FlexPicker™机器人)和高性能生产线主控制系统(此处主要使用的最常用的PickMaster™软件)。Pick Master™软件构成了IVC-3D相机和机器人之间的接口。根据IVC-3D提供的坐标和传送带的位移，导航信息会被连续传输给机器人，以使其在合适的时间和地点正确地拾取物体。这样可以成功而且可靠地拾取物体，从而为传送带应用中的绝大多数用户提供了一种极具吸引力的解决方案。

图3 灵活的应用区域可确保对产品的细心呵护

借助基于高度的物体检测和导航，可以在挑战性的拾取应用中减少质量损失并缩短机器停工期。不规则形状的物体(比如枕形包装袋里的意面、新鲜奶酪、坚果、冷冻食品以及易碎的浆果和蔬菜等)如今都可以得到更加细心的呵护。即使袋子的形状、对比度、朝向和尺寸各不相同，基于高度的检测原理也能确保错误更少、设置复杂性更低(与2D技术相比)。对于面包、新鲜水果、蔬菜和肉类等新鲜食品来说也是如此。在各种情况下，机器人都能以更可控的方式接近原料，从而为更轻柔的产品搬运过程做好准备，扫清阻碍消费者享受美味食物的所有障碍。