紙箱及周轉箱是當今的工廠中必不可少的物流載體，關于它們的拆垛應用，有不少難題：垛形復雜多變、箱體種類繁多等。為解決上述難題，上海發那科開發了智能機器人自動化物流拆垛系統，為一種：機器人+3D視覺+AGV的解決方案。

該系統主要由1臺R-1000iA/80F機器人、1臺FANUC三維廣域傳感器和AGV小車等其他周邊配套設備構成。AGV小車將堆有紙箱或周轉箱的托盤運至三維廣域傳感器下方，完成拍照、點云生成、位置獲取后，由機器人自動完成相應的搬運拆垛過程，載有紙箱或周轉箱的托盤再由AGV小車運出。

圖1 R-1000iA/80F

紙箱及周轉箱的拆垛采用的是FANUC中型機器人R-1000iA/80F，緊湊的機械結構使它更擅長緊湊空間的高速碼垛和搬運工作。最大80Kg的負載能力則足以應對紙箱及周轉箱的高速搬運。

圖2 標準應用場景下的3DA/1300

對箱體的識別定位采用的是FANUC三維廣域傳感器3DA/1300。三維廣域傳感器（3D Area Sensor）是FANUC iRVision中的核心成員之一，根據安裝方式、視野范圍和精度可選的還有3DV系列傳感器。

圖3 DV/1600傳感器的視野

3DA/1300在1340mm*1000mm的大視野下，利用雙目結構光的原理，使用兩臺相機配合投影儀獲取到的差異圖像快速計算得到點云信息。

3D視覺系統與機器人高度集成，3DA/1300傳感器通過接口模塊（CCU和Multiplex）與主板連接，傳感器獲取的圖像和點云數據在機器人內部計算，無需第三方設備或工控機。支持單臺機器人連接多臺3DA傳感器，可根據用戶定制的需要添加3DA傳感器和接口模塊。

機器人刷入模塊化的視覺軟件包后，即在機器人示教器上即可完成相機設置及校準、視覺程序設定等一系列流程，在機器人TP程序內使用指令調用視覺程序（圖4）即可實現視覺定位并引導機器人準確抓取工件，視覺畫面可在實時示教器監控或外接顯示器中實時監控（圖5），當機器人出現視覺方面報錯時，會直接在TP屏幕中輸出對應錯誤代碼，方便快速找到錯誤原因，提高工作效率。

圖4 TP程序中調用視覺指令

圖5 視覺實時監控

視覺軟件和硬件的高度集成和多功能的模塊化組合方便安裝、調試和維護，減少項目周期。視覺硬件享受和機器人本體相同的質保，一旦生產現場過程中任何軟硬件問題，FANUC將第一時間派出經驗豐富的工程師到達現場，解決后顧之憂。

視覺軟件中包含種類多樣的命令行工具也為3DA/1300的應用帶來了更多的可能。平面測量工具（Area Sensor Plane Tool）是周轉箱拆垛中的必備工具。通過2D特征確定平面位置，結合點云獲取工件傾斜角度，在具有2D視覺高速度、高精度優點的同時，又帶有3D視覺特有的角度識別能力，使得周轉箱即使在托盤上有一定的傾斜角度，也能準確識別空間位置，完成抓取。iRVision中還有專門為紙箱拆垛開發的箱子檢出工具（Area Sensor Box Locator Tool），用于在混合拆垛中檢出指定尺寸的紙箱。兩個工具的組合使得視覺程序能夠應對多變的垛形和表面形狀各異的周轉箱，實現真正的智能化拆垛。

同時三維廣域傳感器也是料框散堆件識別抓取（Bin Picking）的檢測設備之一，配合FANUC強大的工件列表管理功能、干涉避讓計算功能、料框偏移補償功能、接觸跳出功能，Bin Picking的應用將更加簡單、高效。目前FANUC最新的R-30iB Plus控制器下搭載的該視覺系統還支持3D數模STL格式文件的直接導入，復雜工件的散堆取件調試將變得更加簡單。

這套系統還有以下幾個特點：

換手臺使得機器人在周轉箱及紙箱的交替拆垛中切換自如

配合三維廣域傳感器的干涉避讓功能，保護機器人與周邊設備

機器人放置過程中視覺拍照檢出，節約每一秒

檢出結果示教器實時查看，簡化了視覺系統的調試及維護

本套智能機器人自動化物流拆垛系統具有可應對混合拆垛、調試簡便、自動化程度高等優點，能夠滿足物流行業及工廠上料中的拆垛需求，進一步提高了生產效率。

審核編輯 ：李倩