就像在天际翱翔的雄鹰,锐利的眼睛配上灵活又强有力的利爪,无往而不利。马来西亚蛋糕分拣线的成功,让我们备受鼓舞。我们早有意识,灵活的机械手,应该配备精确的视觉识别系统。深度视觉识别系统可以帮助机械手更加精确地锁定和捕捉目标物体,提高其操作效率和准确度,从而满足不同应用场景的需求。
2020年,一位意大利客户找到方圆机械,希望我们提供一条分拣条包的生产线。客户主要的产品是条包装的保健品,先通过自动包装机装进条包里,再通过人工计数、入盒完成外包装。由于外包装需要使用大量的人工作业,恰逢疫情爆发,工人严重短缺,所以客户想通过提高外包装过程的自动化程度来减少人工的需求。
功者难成而易败,时者难得而易失。十年磨一剑,是时候试试霜刃了。
且慢!先来罗列一下需求……
1、 整理!松散混乱的条包需分离独立;
2、 识别!条包的方向必须一致;
3、 数数!要把条包按照设定的数量(比如20条)一份一份整理好,以便入盒;
4、 泛化!条包产品种类繁多,大小、形状、数量要求都可能不同;
5、 速度!生产效率根据条包尺寸的不同在300~500包/min。
需要把一堆乱糟糟的条包按方向、固定数量排列整齐
这些要求前所未有!传统设备对于单种的条包的自动计数、入盒已经非常成熟,但也有很大的局限性。理料设备只能把混乱的条包整理成单列不重叠的,但没办法统一条包上印刷图案的方向;计数机不能兼容任意数量的计数,兼容的计数值间须是成倍的关系,如6、12、18等,6、7是兼容不了的,开盒入盒设备也只能兼容一定尺寸内的1、2种盒子的自动入盒,而客户需要兼容各种尺寸条包,各种计数数量,某些条包还需要按统一的印刷图案方向放置入盒。
理想是真的理想,条包却有点瘦削。
以上问题,非深度视觉不能解决。相比之下,一份精美的整体方案设计算是小意思了。
方案阶段的成果先让意大利客户惊艳了一把
接下来的几个月时间,就是不断的研究、试验。数据采集和标注,硬件搭配,作业环境的模拟和优化,运动状态下的图像处理……需要突破的难题太多,太大,太复杂了。
方圆机械的视觉工程师面对着成千上万块不同类型、形状和大小的条包,进行反复的训练和测试,以确保算法的准确率和稳定性。向目标靠近的每一次进步,幅度都是越来越小的,识别的准确率终于达到99.99%以上。
在模型训练完成后,研发团队开始进行系统集成,需要将视觉识别系统和机械手臂控制系统无缝衔接,确保两个系统之间的稳定和协调。测试结果显示,系统能够准确地识别和分类不同的条包,并引导机械手臂进行精准的抓取和放置操作,同时还能够在高速运转的生产线上保持稳定和可靠的性能。2.5秒,2秒1.5秒,1.2秒,1秒!识别结果指令发送,机械手抓取和精准放置的速度也达到了设定要求。
漫长的测试调试对意志力是一大挑战
由于种种原因,所以我们暂时放弃了条包入盒的自动化实现,还是保留人工的操作方式。
这足以让我们的意大利客户解决了最枯燥最繁重的人工挑拣过程。
作为全球设计中心的意大利,有着对设计的天然挑剔。我们没有沉浸在攻克技术的喜悦中忘乎所以。人性化的理念,艺术性的设计,厚重而不失浪漫的产品质感。奔放而又严谨、散漫却又文艺的意大利客户的认同,也是我们甚为看重的。
有一天视频连线,我们的意大利客户哼着小曲,现场给我们展示他们的设备运转的时候,一切,都是那么值得,令人欣慰。