高速機器人分揀系統(tǒng)機器視覺技術(shù)的研究(1)

　　隨著經(jīng)濟發(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)整和升級已成為行業(yè)發(fā)展的共識。將機器視覺、機器人等先進技術(shù)引入傳統(tǒng)的食品生產(chǎn)行業(yè)，改善自動化生產(chǎn)、保障食品加工過程安全衛(wèi)生、提高生產(chǎn)效率、降低勞動強度，已成為現(xiàn)代食品加工與包裝行業(yè)的一種新型趨勢。機器視覺技術(shù)具有非接觸測量、可靠性高、柔性好等特點，在工業(yè)自動化、視覺導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實等方面已獲得廣泛應(yīng)用。機器視覺系統(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?；?PC 的機器視覺系統(tǒng)的視覺檢測全部由 PC 完成，檢測速度受限?；谝曈X傳感器的機器視覺系統(tǒng)，由于視覺傳感器將圖像處理器、數(shù)字攝像機、I/O 接口等高度集成，并提供專用視覺開發(fā)軟件，因此可大大簡化軟件開發(fā)難度、縮短開發(fā)周期、提高識別速度和可靠性，具有更為廣闊的應(yīng)用前景［1 － 2］。

　　1 高速并聯(lián)機器人分揀系統(tǒng)目前食品加工自動生產(chǎn)線上，多數(shù)采用人工完成食品的檢測、分級與分揀，既增大企業(yè)的人工 28 包裝與食品機械 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。針對我國食品包裝行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與實際需求，基于機器視覺、機器人、運動控制等先進技術(shù)，構(gòu)建了面向食品生產(chǎn)包裝的高速機器人分裝系統(tǒng)，如圖 1 所示。

　　機器人分裝系統(tǒng)主要由工控機、運動控制器、并聯(lián)機器人、夾持器和基于工業(yè)相機的機器視覺系統(tǒng)組成。機器人分裝系統(tǒng)采用上、下位機的控制體系。上位的工控機利用工業(yè)相機，采集輸入皮帶上的運動食品圖像，采用機器視覺算法，對運動食品進行自動分級、定位與跟蹤; 再通過下位的運動控制器，驅(qū)動并聯(lián)機器人和夾持器動作，將食品按要求送入包裝箱，實現(xiàn)食品的自動分揀與分裝［3 － 4］。