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混合拆垛解決方案基於AI+3D視覺的混合拆垛解決方案，知行機器人科技（蘇州）有限公司成立於2018年8月，位於蘇州太倉市。公司致力於研發先進的機器人和人工智能技術及其系統級解決方案，為智能製造提供靈活、可靠、安全、智能的機器人手和智能操作系統。

簡介

公司自主研發的智能機器人手及智能抓取系統在國際上具有領先地位，現已研發負載1kg-120kg的全系列產品及基於AI+3D智能抓取系統，應用於教育培訓、工業製造、倉儲搬運、物流分揀、生命科學等領域。

公司現為國家高新技術企業，申請專利、軟件著作60餘項，註冊商標10餘項，取得ISO9001、ISO14001、ISO45001體系認證，歐盟CE、RoHS認證，已完成數千萬人民幣A+輪融資。榮獲ASME和IEEE國際機器人設計競賽大獎，2018年全國雙創周獲顛覆性創新榜榜單50強、2020中國電動夾爪年度成長國產品牌Top8、高工金球獎2020年度快速成長企業、OFweek中國機器人行業優秀產品獎，恰佩克2020年度技術創新產品獎、高工金球獎2021年度創新產品獎等。公司致力於提高國內智能裝備產業技術水平，增強在國際領域的產品競爭力。

案例主要應用於倉庫出庫裝車，可與智能立體倉庫對接，實現倉庫的無人化。倉庫的貨物種類特別複雜，SKU在上萬種。每種貨物垛體均不相同。通過使用3D視覺，將箱體的3D模型建模，通過對點雲數據的處理運算和神經網絡識別算法的處理，將箱體分割，將箱子在空間中的坐標還原出來。系統的規劃軟件對箱子的坐標點位進行處理，然後控制機器人運動規劃抓取箱子。將箱子放在輸送線線體傳送到集裝箱。該系統亦可以識別多種類的托盤，3D相機可以將托盤信息發給系統來處理，機器人可以將拆完的空托盤進行抓取疊放處理。該系統通過對控制和爪手末端的優化設計，可以單台機器人支持雙線的裝車效率。目前可以通過單台高位叉車來運行雙線，實現為客戶節省多台叉車和人力的效果。減少了備貨環節，提高裝車出庫的工作效率。

主要用到的設備有

鏈板機、工業機器人、末端執行器、空壓機、轉彎輸送線、滾筒線、PLC、伺服電機、3D相機、直線模組、工控機、顯示器、各類傳感器等。

該系統可以分為幾個子模塊系統，分別為送料系統，識別系統、抓取系統、出料系統和人機交互系統。

送料系統的組成為鏈板機、控制啟動按鈕和急停按鈕和到位傳感器。叉車工收到系統派單，通過高位叉車將整托貨物放在鏈板機的上料位，通過按下控制按鈕，鏈板機開始送料。到達位置後鏈板機停止運行，此時叉車可以繼續備料。貨物到達位置後，傳感器感應到位，發出通知給系統開始工作。所以整個系統支持2個工作位置和2個待料位。高位叉車可以叉4托貨物，然後依次補貨和回收托盤。

識別系統組成是由3D相機、直線模組、伺服電機、3個光電傳感器、PLC、工控機、顯示器和相機架子。該系統支持2個拆垛位。垛體體積在L1.5m x W1.2m x H1.5m，體積較大所以該系統使用的是大視野的3D相機、對相機在遠視場的精度要求較高。直線模組安裝在相機架上，3D相機固定在模組工裝上。可以通過上料系統的傳感器信息來分辨需要在具體的某側配合抓取系統開始工作。3D相機只會停留在3個位置，上電回零點找零和兩工作位置，是配合兩側的上料系統傳感器和本子系統的3個光電傳感器來實現。該識別系統支持兩側的3D視覺標定信息。3D視覺系統支持對上萬種SKU貨物的識別和位置信息的處理。該系統亦對破箱和排列極緊密的箱體可以識別分割，對客戶的木製托盤可以識別。識別系統的工程程序是部署在工控機上的，配合系統的邏輯控制是由PLC來處理完成。

抓取系統是由工業機器人，末端執行器和抓取規劃軟件來組成。該系統的業務邏輯是，規劃軟件負責與工業機器人和視覺工程軟件的通信。負責下發對識別的數據結果進行處理，然後將處理完成的結果下發出運動指令。工業機器人負責觸發拍照的指令控制相機拍照和接收運動指令和執行運動和抓取。末端執行器負責接收工業機器人的指令，閉合吸盤抓取紙箱或者展開吸盤抓取托盤。因為箱子的大小和種類是各種各樣的，抓取規劃軟件會對識別的箱體來做規劃處理。簡單舉例:對於面積較大的箱子，爪手抓中間位置。對於中型的箱子，可以抓2個或者3個。對於小型的箱子，可以抓4~6個。該自適應抓取系統除了可以適應箱子的種類和大小，箱子的負載上也做了處理對應。採用180kg負責的碼垛機器人實現工作負載100kg。從整個系統的運行效率來分析，工業機器人的編程可以邊抓物料邊拍，調節機器人的運動速度，實現混合拆垛的節拍在6s-8s內。爪手的吸盤面積的大小與拆垛效率是正相關。可以覆蓋垛體面積越大的吸盤，則可以一次抓取更多的箱子。但爪手面積的增大帶來自重的增加，機器人系統的有效負載變小。同時對運動規劃、機器人編程和輸送線體都會提出一定的要求。所以該部分內容是要取一個最合適用戶的解決方案。

送料系統是由光幕傳感器、輸送線組成。工業機器人放置物料的時候，在輸送線的放置位置安裝送料到位檢測傳感器。因為箱體的高度不一，所以該傳感器的放置高度和檢測寬度覆蓋是有一定的要求。高度太高的話，如果箱子裝了易碎品，會有摔碎的情況。也是影響拆垛效率的因素之一。所以機器人編程增加了一小段行程和限位，避免送料拋料的現象又避免了壓料的情況。輸送線的寬度1.2m，在轉彎輸送線和滾筒線之間安裝了導流板，可以將箱體整形一箱一箱傳送出去。該輸送線是由變頻器和異步電機組成，支持一鍵啟停、急停、正反轉和調速功能。方便控制，簡單易用。

人機交互系統是由顯示器、鼠標、鍵盤、按鈕開關、三色燈蜂鳴報警器組成。在工控機上部署了視覺軟件和運動規劃軟件，規劃軟件的狀態欄有當前系統的健康檢測。IO狀態檢測、氣壓檢測、電壓檢測、爪手健康和機器人健康檢測。有一鍵啟動按鈕、暫停、急停和復位按鈕。正常運行綠色燈亮。針對不同等級的異常，一旦有異常，三色燈會閃紅色或者黃色燈，並且蜂鳴報警，提醒運維人員處理。

該系統在實際應用中的情況說明，目前港口物流倉庫的裝車現狀是高位叉車收到裝車訂單以後將貨物放在等待位，叉車從等待位將貨物插進車裡配合裝車工人進行裝車。該系統可以配合高位叉車和裝車工人使用，可以減少客戶對叉車和叉車工人的需求，降低了對人員管理和運營的成本。從效率上來分析，在與實際裝車效率一致的情況下，單台機器人配合1台高位叉車和2名工人裝車，可以為客戶節省2台叉車和叉車工人，運行1年就基本可以回收成本。該系統簡單易用，方便維護，安全性高。僅需對機器人、爪手和氣源等設備定期進行維護保養，就可以長時間無人化使用。當前系統是可以適應箱體大小的混板拆垛，而且效率節拍已經優化到極致。車廂體積是一定的，所以越大的箱子和多抓的次數可以較少抓取的次數和提高效率。如果配合好前期入庫存庫的箱體和垛體的規劃，則可以大大的提高裝車出庫的效率。該系統的反向工程，入庫流程亦可以使用該系統。所用設備基本一致，可以做到混合碼垛。如果物流倉儲與相關的客群在箱子的包裝在主要尺寸上優化規劃，配合立體倉庫和托盤垛體的移載工具，可以實現倉庫的無人化管理，減少安全管理問題。大大的提高出庫、入庫的效率。提高整個倉庫的運轉效率，更加方便管理運營。