2024-09-05就像在天際翱翔的雄鷹,銳利的眼睛配上靈活又強有力的利爪,無往而不利。馬來西亞蛋糕分揀線的成功,讓我們備受鼓舞。我們早有意識,靈活的機械手,應該配備精確的視覺識別系統。深度視覺識別系統可以幫助機械手更加精確地鎖定和捕捉目標物體,提高其操作效率和準確度,從而滿足不同應用場景的需求。

2020年,一位意大利客戶找到方圓機械,希望我們提供一條分揀條包的生產線。客戶主要的產品是條包裝的保健品,先通過自動包裝機裝進條包里,再通過人工計數、入盒完成外包裝。由于外包裝需要使用大量的人工作業,恰逢疫情爆發,工人嚴重短缺,所以客戶想通過提高外包裝過程的自動化程度來減少人工的需求。
功者難成而易敗,時者難得而易失。十年磨一劍,是時候試試霜刃了。
且慢!先來羅列一下需求……
1、 整理!松散混亂的條包需分離獨立;
2、 識別!條包的方向必須一致;
3、 數數!要把條包按照設定的數量(比如20條)一份一份整理好,以便入盒;
4、 泛化!條包產品種類繁多,大小、形狀、數量要求都可能不同;
5、 速度!生產效率根據條包尺寸的不同在300~500包/min。

需要把一堆亂糟糟的條包按方向、固定數量排列整齊
這些要求前所未有!傳統設備對于單種的條包的自動計數、入盒已經非常成熟,但也有很大的局限性。理料設備只能把混亂的條包整理成單列不重疊的,但沒辦法統一條包上印刷圖案的方向;計數機不能兼容任意數量的計數,兼容的計數值間須是成倍的關系,如6、12、18等,6、7是兼容不了的,開盒入盒設備也只能兼容一定尺寸內的1、2種盒子的自動入盒,而客戶需要兼容各種尺寸條包,各種計數數量,某些條包還需要按統一的印刷圖案方向放置入盒。
理想是真的理想,條包卻有點瘦削。
以上問題,非深度視覺不能解決。相比之下,一份精美的整體方案設計算是小意思了。

方案階段的成果先讓意大利客戶驚艷了一把
接下來的幾個月時間,就是不斷的研究、試驗。數據采集和標注,硬件搭配,作業環境的模擬和優化,運動狀態下的圖像處理……需要突破的難題太多,太大,太復雜了。
方圓機械的視覺工程師面對著成千上萬塊不同類型、形狀和大小的條包,進行反復的訓練和測試,以確保算法的準確率和穩定性。向目標靠近的每一次進步,幅度都是越來越小的,識別的準確率終于達到99.99%以上。

在模型訓練完成后,研發團隊開始進行系統集成,需要將視覺識別系統和機械手臂控制系統無縫銜接,確保兩個系統之間的穩定和協調。測試結果顯示,系統能夠準確地識別和分類不同的條包,并引導機械手臂進行精準的抓取和放置操作,同時還能夠在高速運轉的生產線上保持穩定和可靠的性能。2.5秒,2秒1.5秒,1.2秒,1秒!識別結果指令發送,機械手抓取和精準放置的速度也達到了設定要求。


漫長的測試調試對意志力是一大挑戰
由于種種原因,所以我們暫時放棄了條包入盒的自動化實現,還是保留人工的操作方式。
這足以讓我們的意大利客戶解決了最枯燥最繁重的人工挑揀過程。
作為全球設計中心的意大利,有著對設計的天然挑剔。我們沒有沉浸在攻克技術的喜悅中忘乎所以。人性化的理念,藝術性的設計,厚重而不失浪漫的產品質感。奔放而又嚴謹、散漫卻又文藝的意大利客戶的認同,也是我們甚為看重的。
有一天視頻連線,我們的意大利客戶哼著小曲,現場給我們展示他們的設備運轉的時候,一切,都是那么值得,令人欣慰。