制造業(yè)是立國之本、興國之器、強國之基。隨著工業(yè)4.0和中國制造2025的深度推進，各行業(yè)的制造型企業(yè)都開始跨入智能制造領域，機器人及AI視覺技術(shù)作為智能化轉(zhuǎn)型的先鋒，給制造業(yè)帶來了全新的生產(chǎn)管理模式。

重工制造業(yè)自動化分揀痛點

　　傳統(tǒng)的重工制造業(yè)，其生產(chǎn)模式屬于典型的多品種小批量離散型制造，過程工藝復雜，智能化程度低。其中工件切割下料分揀是重工生產(chǎn)線中重要一環(huán)，長期以來依賴人工作業(yè)完成，不僅生產(chǎn)效率低而且人力成本大，同時惡劣的工作環(huán)境存在極大的安全隱患，由機器人替代人工完成智能化升級改造已迫在眉睫。

　　而眾多制造業(yè)企業(yè)在推進下料分揀產(chǎn)線智能化升級過程中，卻又面臨諸多視覺問題帶來的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)工業(yè)視覺技術(shù)已無法應對。其主要難點主要表現(xiàn)在：

　　? 工件種類繁雜多樣：切割下料后的工件種類繁多，類型可達數(shù)萬種。而且工件的形狀復雜，來料姿態(tài)各異，同時部分工件極其相似，在對工件進行分類碼放過程中，傳統(tǒng)工業(yè)視覺無法保證工件種類的準確識別與姿態(tài)的精準定位。

　　? 工件背景環(huán)境嘈雜：重工生產(chǎn)線中，工件分揀抓取環(huán)境嘈雜，輸送線存在油污、粉塵、銹跡等各種干擾，同時光照條件惡劣，晝夜變化大，導致圖像采集質(zhì)量較低，并且切割工件本身也存在割縫過細、輪廓特征微弱等挑戰(zhàn)，這些因素都給視覺識別帶來極大的困難。

　　? 工件尺寸差異巨大：下料分揀過程中的工件尺寸差異巨大，有的工件長達十幾米，單個相機視野無法覆蓋，而有的工件尺寸較小，在相機視野占比狹窄。同時應對各種尺寸工件的分揀給相機選型布局和視覺識別算法都提出了更為嚴苛的要求。

智能下料分揀產(chǎn)線

　　視比特機器人深耕行業(yè)數(shù)年，不斷分析和探究客戶需求，依托自主研發(fā)的3D視覺技術(shù)和多機器人智能協(xié)同控制軟件，在行業(yè)內(nèi)首次推出基于AI+3D視覺的智能下料分揀產(chǎn)線。

　　產(chǎn)線設計上充分結(jié)合了行業(yè)內(nèi)用戶典型生產(chǎn)狀況，嚴密考慮了工件的砂光、噴碼、校平、碼盤等工藝需求和工序流程，能夠完成工件全生命周期管理和全流程自動化分揀。

　　產(chǎn)線技術(shù)上集工件高精度視覺檢測、工件精準識別與動態(tài)抓取、自適應柔性分揀與智能規(guī)劃碼放，以及多機器人協(xié)同規(guī)劃等技術(shù)于一體，可實現(xiàn)下料切割件的自動、快速、精準、柔性分揀，在為企業(yè)降低大量人力成本的同時，實現(xiàn)產(chǎn)能跨越式提升，助推重工制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級。

標準產(chǎn)線組成

　　智能下料分揀產(chǎn)線主要由小件分揀、小件碼盤、大件分揀、大件碼盤四個核心模塊構(gòu)成，先后銜接了砂光、噴碼、校平等工藝工序，包含了從整板切割件運送上輸送線直至所有工件分筐碼盤完畢的整個下料流程。

　　小件分揀

　　本模塊面向整板切割件中小型工件分揀場景，同時規(guī)劃多臺六軸機器人，依托多臂智能協(xié)同控制軟件，融合空間動態(tài)避障、抓取軌跡優(yōu)化、工件實時跟蹤等核心算法模塊，可在作業(yè)區(qū)域內(nèi)同時完成對眾多小型切割件的抓取，具有極高的分揀效率。

　　小件碼盤

　　本模塊面向輸送線上工件動態(tài)抓取場景，小型工件在經(jīng)過砂光、噴碼等工序后，在此處進行分筐碼盤。該模塊能夠面向生產(chǎn)環(huán)境下上萬種工件的快速識別，并實時跟蹤工件位置，引導機器人精準隨動抓取。

　　在碼盤策略上，可實時管理料筐，智能化動態(tài)協(xié)調(diào)工件的料筐分配，并保證工件的整齊碼放。在系統(tǒng)內(nèi)還設置有人機交互界面，可根據(jù)生產(chǎn)任務隨時查看裝筐情況，實時調(diào)整料筐裝載率。

　　大件分揀

　　本模塊面向整板切割件中大型工件分揀場景，采用多臂桁架機器人，依托動態(tài)避障算法，能夠確保工件與機械臂不發(fā)生碰撞且能實現(xiàn)各單臂抓取并行工作，具有很高的分揀效率。對于尺寸較大的工件，單個機械臂無法分揀時，還可運用多臂協(xié)同抓取。

　　大件碼盤

　　本模塊面向輸送線上大型工件的碼盤場景，大型工件在經(jīng)歷砂光、噴碼、校平等工序后，在此處進行分筐碼盤。該模塊能夠快速識別分布在十多米視野工作區(qū)域內(nèi)不同尺寸數(shù)萬種類型的大型工件。碼盤策略上應用了智能調(diào)度規(guī)劃算法，能夠根據(jù)分揀區(qū)域工件分布情況以及當前料筐碼放空間情況進行實時任務調(diào)度和機械臂軌跡優(yōu)化，最大化提高碼盤效率。

核心技術(shù)優(yōu)勢

　　海量工件細粒度識別與在線增量學習

　　針對生產(chǎn)中環(huán)境背景復雜、工件種類繁多、部分工件差異度較小等難點，為保證工件的精準識別，本產(chǎn)品基于AI+視覺技術(shù)，融合了對比學習特征增強，增量學習海量目標識別以及視覺注意力引導等前沿算法，可實現(xiàn)數(shù)萬種零件在線精準識別與細粒度分類，同時算法具備抗干擾能力強、穩(wěn)定性高、實時性強等特點，可完美解決工件分類碼放問題。

　　弱特征切割件高精度定位與識別

　　針對切割下料整板分揀中光照環(huán)境復雜、切縫特征微弱、工件移位變形等難點，本產(chǎn)品基于AI+視覺技術(shù)，融合了本征圖像分解魯棒特征提取，點云圖像融合微弱特征增強以及點云深度學習位姿檢測等關(guān)鍵算法，能有效處理切割板材上污漬、粉塵、光線陰影帶來的干擾，同時增強工件微弱切縫的紋理特征，實現(xiàn)對切割工件的高精度識別與姿態(tài)定位。

　　超大視野下工件精確識別與定位

　　針對桁架分揀場景中分揀作業(yè)區(qū)域廣、工件尺寸差異大、相機覆蓋視野小、識別定位精度低等難點，本產(chǎn)品基于AI+視覺技術(shù)，融合了多源協(xié)同高精度圖像拼接，多尺度圖像目標檢測和方向自適應任意目標識別等核心技術(shù)，能夠有效應對復雜背景下不同尺寸(400mm-10000mm)工件的識別分揀，視野覆蓋可達12米，實現(xiàn)對超大視野下工件的精準識別和定位。

　　高精度大工件測量與缺陷檢測

　　針對切割工件生產(chǎn)過程中存在質(zhì)量檢測精度低、缺陷檢測不全等問題，本產(chǎn)品基于AI+視覺技術(shù)，融合了高精度3D模板匹配、3D點云邊緣精準提取和平面分割、小樣本學習等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)工件亞毫米尺寸測量以及缺陷的精確檢測，大幅度提高工件出廠的優(yōu)良率。

　　點陣式端拾器與自適應柔性抓取

　　重工行業(yè)工件具有形狀差異大、種類繁雜等特點，為保證適應各種類型工件的穩(wěn)定抓取，本產(chǎn)品采用了自主設計的點陣式柔性端拾器，具有結(jié)構(gòu)簡單、普適性高、單點可控、性能穩(wěn)定、即插即用等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)海量工件的靈活抓取。同時基于視覺的智能化控制，能夠保證端拾器精準吸附異形工件，避免與工件周邊廢料的粘合。

點陣式柔性端拾器

數(shù)字化智能分揀控制系統(tǒng)

　　為保證產(chǎn)線高效運行，本產(chǎn)品構(gòu)建了分揀產(chǎn)線“大腦中樞”——數(shù)字化智能分揀控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合了生產(chǎn)訂單和設備狀態(tài)等數(shù)據(jù)，可對分揀產(chǎn)線進行柔性調(diào)度和控制，具備產(chǎn)線動態(tài)調(diào)優(yōu)、多工位選位、多機協(xié)同分揀、動態(tài)碼盤等功能。

　　此外，模塊化設計的智能分揀系統(tǒng)可針對不同場景實現(xiàn)快速定制交付，而且完備的生產(chǎn)管理、報工管理、設備采集等子系統(tǒng)也能無縫接入WMS、MES、IOT數(shù)采等系統(tǒng)，助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

應用案例

　　目前，視比特自研的智能下料分揀產(chǎn)線以高效能、高柔性、易部署、易管理等優(yōu)勢在多家重工龍頭企業(yè)實現(xiàn)批量落地，助推企業(yè)的智能化及數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

　　案例1 激光切割+等離子切割

　　柔性混合鋼板全自動下料分揀產(chǎn)線

　　在國內(nèi)某工程機械行業(yè)巨頭，視比特為解決客戶自動化改造的痛點，落地鋼板切割全自動下料分揀產(chǎn)線，目前已實現(xiàn)穩(wěn)定投產(chǎn)。

　　該項目采用多臺激光切割機及等離子切割機于一體的柔性混合分揀產(chǎn)線，在節(jié)約全人工模式數(shù)十人的情況下，分揀產(chǎn)能提升400%;其引入激光切割板材的自動分揀場景，是目前為止行業(yè)內(nèi)部署最快，產(chǎn)品化程度最高的自動分揀產(chǎn)線項目。

客戶現(xiàn)場

　　值得一提的是，作為AI+機器視覺運行決策搬運提升生產(chǎn)效能的典范代表，該產(chǎn)線的建成推動了行業(yè)對于自動分揀的持續(xù)研究和新生產(chǎn)模式的探究，實現(xiàn)了工人重體力作業(yè)到監(jiān)督型維護的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。

　　案例2

　　激光切割+等離子切割

　　中厚型鋼板全自動下料分揀產(chǎn)線

　　在某工程機械行業(yè)巨頭廠房內(nèi)，視比特通過單獨規(guī)劃部署激光切割自動分揀線和等離子切割自動分揀線，實現(xiàn)中厚型鋼板的全自動分揀。

　　該產(chǎn)線可實現(xiàn)全自動雙班分揀、小件碼盤、大件分揀碼盤、首件檢測等生產(chǎn)任務，其中小件分揀智能調(diào)度系統(tǒng)、大件分揀碼盤視覺智能匹配、自動分類碼盤等均為行業(yè)首創(chuàng)。

客戶現(xiàn)場

　　此外，該項目部署后整條產(chǎn)線的常規(guī)運營解放了大量的生產(chǎn)勞力，生產(chǎn)效能較以前的人工模式提高數(shù)倍，目前該項目已成功實現(xiàn)投產(chǎn)。

視比特：AI+3D視覺助力智能制造，軟件定義智能塑造未來工廠

　　近年來，視比特充分發(fā)揮技術(shù)領先優(yōu)勢，不斷創(chuàng)新與研發(fā)，根據(jù)客戶智慧工廠迭代升級的要求進階，并在產(chǎn)品端持續(xù)打磨，致力于為客戶提供最高性價比、最優(yōu)質(zhì)服務的全自動解決方案。

　　未來，視比特將持續(xù)響應國家智能制造戰(zhàn)略，通過標準化、通用化工業(yè)視覺軟件平臺推動AI+機器視覺技術(shù)與產(chǎn)業(yè)場景的深度融合，深耕并探索更多落地場景，不斷為智造化創(chuàng)新發(fā)展注入新動能。

（來源：工博會機器人展）