高速機(jī)器人分揀系統(tǒng)機(jī)器視覺技術(shù)的研究(1)

　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)已成為行業(yè)發(fā)展的共識(shí)。將機(jī)器視覺、機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)引入傳統(tǒng)的食品生產(chǎn)行業(yè)，改善自動(dòng)化生產(chǎn)、保障食品加工過程安全衛(wèi)生、提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，已成為現(xiàn)代食品加工與包裝行業(yè)的一種新型趨勢(shì)。機(jī)器視覺技術(shù)具有非接觸測(cè)量、可靠性高、柔性好等特點(diǎn)，在工業(yè)自動(dòng)化、視覺導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面已獲得廣泛應(yīng)用。機(jī)器視覺系統(tǒng)分為基于 PC 的視覺系統(tǒng)和基于視覺傳感器的視覺系統(tǒng)兩大類。基于 PC 的機(jī)器視覺系統(tǒng)的視覺檢測(cè)全部由 PC 完成，檢測(cè)速度受限。基于視覺傳感器的機(jī)器視覺系統(tǒng)，由于視覺傳感器將圖像處理器、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、I/O 接口等高度集成，并提供專用視覺開發(fā)軟件，因此可大大簡(jiǎn)化軟件開發(fā)難度、縮短開發(fā)周期、提高識(shí)別速度和可靠性，具有更為廣闊的應(yīng)用前景［1 － 2］。

　　1 高速并聯(lián)機(jī)器人分揀系統(tǒng)目前食品加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，多數(shù)采用人工完成食品的檢測(cè)、分級(jí)與分揀，既增大企業(yè)的人工 28 包裝與食品機(jī)械 2014 年第 32 卷第 1 期成本和管理成本，也增加二次污染的幾率，還不能保證 100% 的生產(chǎn)合格率。針對(duì)我國(guó)食品包裝行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與實(shí)際需求，基于機(jī)器視覺、機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建了面向食品生產(chǎn)包裝的高速機(jī)器人分裝系統(tǒng)，如圖 1 所示。

　　機(jī)器人分裝系統(tǒng)主要由工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器、并聯(lián)機(jī)器人、夾持器和基于工業(yè)相機(jī)的機(jī)器視覺系統(tǒng)組成。機(jī)器人分裝系統(tǒng)采用上、下位機(jī)的控制體系。上位的工控機(jī)利用工業(yè)相機(jī)，采集輸入皮帶上的運(yùn)動(dòng)食品圖像，采用機(jī)器視覺算法，對(duì)運(yùn)動(dòng)食品進(jìn)行自動(dòng)分級(jí)、定位與跟蹤; 再通過下位的運(yùn)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人和夾持器動(dòng)作，將食品按要求送入包裝箱，實(shí)現(xiàn)食品的自動(dòng)分揀與分裝［3 － 4］。