PHOTONEO卸垛如何从计算机视觉，机器人技术和机器学习中受益。

得益于3D机器视觉等技术的进步，机器人技术已进入工业流程的各个领域。COVID-19疫情已使人们意识到，为实现快速，准确的订单履行和有效的供应链而应用自动化的迫切需求。物流流程的一个特定方面可以通过实施智能自动化（卸货）来实现更高的生产率。

什么是卸垛？

卸垛是指一个接一个地卸下装有箱子的托盘的过程。与传统的延迟化相反，在传统的延迟化中，机械手抓取整个托盘，“抓紧”它抓取了其中的所有盒子，而机器人卸垛则使用了人工智能。系统识别单个盒子，然后机器人将它们一个一个地放置在传送带上或其他预定位置。

卸货托盘代表了更高水平的卸货托盘，并且比延迟货盘具有许多优势。它需要较小的放置区域-与整个托盘相比最大的盒子的大小。而且由于有效负载更轻，可以使用更小的机械臂和机械手，从而节省了可观的成本。

3D视觉和AI成功的秘诀

最好的卸垛系统可以使装满各种盒子的托盘卸货过程安全，快速，有效，可靠，并且最终还具有成本效益。这只能通过将3D 机器视觉与先进的机器学习算法支持的智能机器人相结合来实现。

部署的3D扫描仪的扫描量必须足够大，以从足够的距离扫描整个托盘。考虑到机器人操作所需的最小空间，扫描仪通常需要安装在托盘上方约3米处。因此，选择正确的3D扫描仪是成功卸垛的首要前提。

第二步是使用此图像数据训练AI。机器学习算法可以不断学习和识别新类型的盒子，例如，包括损坏导致的不同大小或不规则形状的盒子。这使解决方案变得如此通用，以至于混合托盘的卸载几乎没有挑战。盒子不需要按图案堆叠，而是可以随机放置，甚至倾斜一定角度，机器人仍然可以拾取它们。

智能系统还能够识别经常被紧紧包装的盒子，以至于很难识别它们之间的缝隙，缝隙可以薄到0.5毫米。较弱的解决方案可能无法将分隔两个盒子的线与轮廓一个特定盒子的开口的线区分开。

在其他情况下，识别具有问题表面的盒子可能会具有挑战性，包括变化的纹理，发亮或反射的材料，突出的胶带，图案或“误导” 3D视觉效果的图片。黑色覆盖的纸箱也会引起问题。

基于纹理和3D数据分割单个盒子的最先进方法是使用卷积神经网络（CNN）。然后，系统可以决定要挑选哪个箱子（首先放在托盘顶部的箱子），以及如何抓住它以最大程度地利用展开的抓取器的吸力。

为了在顶盒和扫描仪之间的空间中安全操作，卸垛系统需要考虑到盒的可能尺寸。这对于将盒子安全地放置在传送带上也很重要。可以通过根据扫描数据计算盒子的高度或使用设置在传送带上方几厘米的光闸来确保这一点。

当盒子碰到光束时，夹具会掉落光束。这样，所有箱子都将落在传送带上方相同的高度。相较于延迟分离，这是去托盘化的一大优势，其中一层中不同高度的盒子构成了一个严重的问题。

Photoneo的系统（包括内部开发的3D视觉系统）提供了此类机器人自动堆垛的示例。该公司的系统扫描装有箱子的整个托盘，并将扫描结果传输到3D纹理数据集。

然后，该扫描由Photoneo的机器学习算法处理，该算法在5,000种以上的盒子上受过训练。AI会立即识别每个盒子并将命令发送给机器人。机器人使用专门开发的通用抓手，以+ -3 mm的精度执行拾取动作。这样，它可以在我们的小时内卸载1,000个盒子，拣选率准确度达99.7％。

卸垛系统必须考虑可变性。

如果尽管进行了所有计算，但由于表面起皱或其他障碍物导致抓取器无法拾取盒子，则抓取器将发送反馈并通知用户有关问题，以便可以执行纠正措施。周期时间通常少于10秒，具体取决于机器人的类型，盒子的表面及其内容物，因为某些组件需要比其他组件更灵敏地进行操作。

环境，机器人和机械属性定义并限制了循环时间。例如，不可能使沉重的箱子加速和减速超过一定的物理极限。如果客户需要加快周期时间并提高机器人性能，他们可以选择一个多区域抓爪，该抓爪可以一次拾取多个相同高度的盒子。然后，per纸牙将盒子一个接一个地放下。

完美分割后的秘诀是知道放置区域的大小限制，以免容纳比安全放下的盒子更多的盒子，并精确识别盒子的类型，避免抓住不同高度的盒子。Photoneo的产品与主要的机器人品牌兼容，无需任何培训即可“开箱即用”地工作。如果遇到新型机箱，系统将能够对其自身进行重新培训，从而缩短了部署和集成所需的时间。

使卸垛适应以人为本的环境

成功的卸垛解决方案必须考虑到上述所有因素。即使机器人看起来很简单，但机器学习算法也必须足够健壮，以应对将不同物体卸货的所有可能挑战。开发人员和集成商必须考虑应用程序的每个细节，并测试其解决方案，然后用户才能衡量投资回报率（ROI）。

另外，经常需要使机器人适应以人为中心的环境。尽管自动化发展迅速，但许多客户只是逐步调整其配送中心和仓库以充分利用机器人技术和AI。

与手动卸载托盘相关的主要挑战之一在于箱子的尺寸和重量以及需要取下它们的高度。手动操作通常会导致严重的人身伤害，因此最佳的卸垛系统可帮助员工避免冒险或重复运动。

例如，Photoneo卸垛机无需人工干预即可捡拾重达50公斤的箱子。最大的优势之一是机器人可以不间断地工作，而不会感到疲劳。

使用3D视觉，AI和机械臂的卸垛机。

AI =无限潜力？

人工智能驱动的解决方案无疑是通往未来的方式，因为用户不需要设计，调试或测试任何东西。智能系统可以使集成商减轻与3D相关的困难计算和任务的负担。

但是，他们应该掌握一些基本的机械知识，包括不同类型的抓爪如何工作，哪种抓爪适合于拾取特定零件以及如何分配应用程序中部署的所有机械组件以防止机器人操纵失败或扫描。

集成商还应该了解特定系统的潜在能力，以使其能够满足客户的特定需求。重要的是要记住，人工智能仍然只是解决方案的一部分，不应被高估。集成商将始终需要某些特定知识才能成功部署智能自动化解决方案。

如果所有这些条件都得到满足，那么部署卸垛机器人可以帮助物流公司获得快速的ROI，改善其供应链流程并提高生产率。它们还可以节省时间，降低成本并保护工人的健康，使员工腾出工作来进行需要创造力和批判性思考的任务。

如今，员工和雇主面临的最紧迫挑战是如何保持工作。因为没有人可以充满信心地预测何时全球经济将从COVID-19停产中恢复过来，所以现在是自动化和简化生产流程的正确时机。