风险评估及应对策略

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在方案部署过程中,将会存在若干风险,本节将对可能遇到的风险进行评估,并提供对应的应对策略。

纸箱表面有特殊颜色、纹理

  • 风险:当纸箱表面有特殊颜色(纯黑)、特殊花纹(两相邻纸箱的花纹可拼接成一个新的完整纸箱)、胶带扎带等干扰时,可能会造成视觉识别错误。

    carton color texture
  • 应对策略:目前,深度学习不易稳定识别该类纸箱,需在需求评估时尽量剔除该类纸箱,避免该类纸箱的拆垛需求。

纸箱长、宽差值过小

  • 风险:当纸箱上表面长、宽差值过小(差值 ≤20 mm),即纸箱上表面接近正方形时,可能导致纸箱朝向判断错误。

  • 应对策略:如需识别上表面接近正方形的纸箱的朝向,可在拆垛后安装 2D 相机,用于解决纸箱朝向判断。

相机倾斜角度过大

  • 风险:如果相机倾斜安装,纸箱在相机视野内是倾斜的。当纸箱在相机视野下倾斜角度大于 45° 时,会导致纸箱识别错误。

    camera installation angle
  • 应对策略:尽量避免相机倾斜安装。

现场光照不稳定

  • 风险:现场光照、建筑阴影等因素可能会造成纸箱表面过亮、过暗,从而导致纸箱识别错误。常见环境因素包括:

    • 厂房内存在阳光或环境光线干扰,导致纸箱表面过亮。

    • 墙柱遮挡光线,造成纸箱表面存在阴影。

    • 白天、夜晚的光照发生变化,导致纸箱表面过亮或过暗。

  • 应对策略:根据实际的机器人工位情况进行补光、遮光,具体内容可参考遮光方案

相机支架滑轨定位精度低

  • 风险:相机支架上装有滑动装置时,由于滑轨定位精度低,导致机器人抓取不准确。

  • 应对策略:建议采用钢架结构的相机支架,在需要加装滑动装置时,须使用滑轨定位精度小于 0.1 mm 的伺服电机。

纸箱垛超出相机视野/工作距离

  • 风险:纸箱垛型超对相机视野,或垛高超出相机工作距离,将导致相机无法采集到完整的纸箱垛图像,或采集到的图像质量差。

  • 应对策略:按相机工作距离和视野来安装相机或调整纸箱垛。

纸箱上表面未封胶

  • 风险:纸箱上表面未封胶时,夹具无法直接吸取纸箱上表面。

  • 应对策略:需采用侧吸+顶吸方式来吸取纸箱,此时需谨慎考虑纸箱的抓取顺序和防碰撞问题。

纸箱上表面平整度差

  • 风险:当纸箱上表面平整度差时,吸盘无法牢固吸取纸箱,此时由于机器人运动时存在惯性,极易甩掉纸箱。

    carton flatness
  • 应对策略:需严格检查来料纸箱的平整度,通常要求来料纸箱的平整度小于 10 mm,否则建议剔除该纸箱。

瓦楞纸较厚

  • 风险:当瓦楞纸较厚时,纸箱表面与吸盘接触的部分气密性较差,无法保证纸箱被稳定吸取。

    corrugated paper is thicker
  • 应对策略:通常要求瓦楞纸厚度至少为 3~5 层(具体需根据产品重量考虑),对于无法满足要求的纸箱,建议对其进行剔除。

纸箱重心偏移

  • 风险:当纸箱重心偏移时,对吸盘的吸取要求较高。

  • 应对策略:前期需对该类纸箱进行吸取稳定性测试,并结合纸箱的重量和高度进行详细分析。

纸箱封口胶带颜色较深或透明

  • 风险:深色胶带对视觉识别影响较大;透明胶带易透出纸箱封口处的缝隙,导致一个纸箱已被误识别为两个。

    dark tape
  • 应对策略:选用与纸箱颜色接近的胶带,并减小纸箱封口处的缝隙。

纸箱表面存在塑封薄膜

  • 风险:纸箱表面塑封薄膜易老化、漏气,导致纸箱表面受力能力较差,使用真空夹具抓取时纸箱易掉落。此外,相机正下方纸箱表面易过曝,影响视觉识别效果。

    plastic film
  • 应对策略:提前测试纸箱塑封薄膜表面的吸附稳定性,并根据实际情况调整相机参数或拍照角度,避免纸箱表面过曝。

纸箱表面存在打包带

  • 风险:纸箱表面存在打包带时,如果选用波纹吸盘,需避免吸盘吸取到打包带。此外,打包带具有反光特性时,容易导致纸箱识别失败。

    packing tape
  • 应对策略:应避免吸盘吸取到打包带,并建议增大安全系数,提升吸盘有效吸力。同时还需避免使用有反光特性的打包带,如无法避免,建议提前进行深度学习模型训练。

纸箱吸取面存在污染物

  • 风险:当纸箱吸取面存在液体、粉尘、油污等污染物时,易导致纸箱吸取面气密性和受力能力下降。

  • 应对策略:严格约束纸箱来料情况,确保纸箱吸取面干燥清洁。

纸箱垛表面存在塑封薄膜、缠绕膜

  • 风险:纸箱垛表面存在塑封薄膜、缠绕膜,或缠绕膜未完全清除,覆盖纸箱抓取面,影响机器人拆垛。

    stretch film
  • 应对策略:严格约束纸箱来料情况,提前完成撕膜工作。

托盘来料存在偏差

  • 风险:托盘来料存在偏差,导致纸箱垛超出视觉识别的有效区域。

  • 应对策略:通过设计上料限位装置来约束托盘来料,确保托盘位置不超出设定区域。

纸箱摆放不当

  • 风险:托盘上的纸箱垛超过托盘尺寸,导致纸箱垛超出相机视野。

    improper placement of cartons
  • 应对策略:严格约束纸箱来料情况,以托盘尺寸为基准设计纸箱垛型,避免纸箱垛超出相机视野。

同层纸箱存在高度差

  • 风险:纸箱码放存在倾斜和挤压现象,导致同层纸箱存在高度差,最终影响机器人抓取稳定性。

    carton height difference
  • 应对策略:严格约束纸箱来料情况,同时抓取多个纸箱时,同层托盘内的纸箱之间最大高度差应小于 15 mm。

一台工控机与多个机器人通信

  • 风险:一台工控机同时与多个机器人通信时,导致通信难度增大。

  • 应对策略:为每个机器人配备单独的工控机,确保一台工控机只与一个机器人进行通信。

视觉节拍要求较高

  • 风险:视觉节拍要求较高时,导致视觉系统无法在规定时间内获得视觉结果。

  • 应对策略:从接受指令到发出信息,视觉系统耗时通常小于 4 s。如需加快节拍,可使用 Eye to Hand 方式安装相机,将视觉识别的时间融入机器人运动节拍中。

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