用机器人从事自动化分拣已是老生常谈，迄今为止却很少得到成功实践。图像处理及相应软件的定制开发为我们开辟了新的视野。

文/SABINE MüHLENKAMP

“每个人都希望他的牛奶或巧克力棒口味俱全，因此超市的货架必须表现得琳琅满目”，CSI首席执行官Norbert Zuckermann这样描述。在畅销消费品领域里，几乎每个生产商的产品种类都在不断扩大，为客户提供小订单商品已是当务之急。对分拣业务而言小批量备货意味着新的挑战。此外，客户的验收错误率大幅减少，而对服务的要求越来越高。这为机器人从事传统码垛开辟了新的应用领域。

生产后分拣还是仓库分拣

另一个例子是销售点（Point of Sales - POS）分拣。“对于零售业，如一家折扣店可以通过分拣的开放式陈列柜不断增加，使顾客在最小的零售空间里得到自己所需要的商品”，这是ABB Automation公司消费品部门经理Ralf Nassmacher的经验之谈。他以不同的袋装成品和混合装箱的酸奶和奶制品为例。生产商可以有如下选择：要么生产后直接分拣，要么在仓库进行分拣。Nassmacher由此看到对机器人的要求越来越高，在高度灵活的同时还需保持性能不变。“包含光学识别系统的机器人既要拣取同类产品，产品的提取还要在高速运动中进行”。

拣货仍是目前物流领域最具挑战性的任务之一。以前，在这一领域人无法被取代，而这一点现在正在发生根本性的改变。SSI Schäfer Peem公司销售总监Manfred PreiВ坚信：“趋势就是定单规模越来越小，更多的是需要为B2C领域的电子商务最终用户供货（图1）。组合供货的拆分使得人工无法再有效地工作，如批量拣货。”对目标明确已完成发货准备的堆垛进行准确无误的拣取，机器人在此方面显示出独特的优势。对于PreiВ来说，退货处理可不是一般的挑战。在他看来，这一方面尤其对邮购业务来说越来越重要，并已通过对事先无法排序的货品处理显现出来。“一个机器人可以有针对性地抓取货物，通过扫描仪识别，重新优先交付发货或分门别类地存放进例如一个塑料容器的分格里”，PreiВ解释说。

图像识别和软件间的互动

发展自动拣选技术的先决条件是机械手、图像识别和软件开发的飞跃。Zuckermann强调说：“只有良好的图像识别技术配以合适的软件才有可能实现自动分拣。”他认为机械手的发展远不及图像识别和相关软件的开发速度。图像识别不仅仅事关掌握一件产品的长、宽和高，还要在辅助货台上找到产品的位置。除了定位和图像识别技术，对产品质量进行检验也变得越来越重要。操作流程和机器人通过软件获取这些信息。“新的机械手制造工艺，如塑料激光焊接和快速成型使由产品决定的机器人搬运设计成为可能”，Nassmacher补充说。

“一直以来，利用机器人自动拣选的所有尝试都因为图像处理不够灵活而失败了”，PreiВ提及困难时这样说道，但随着Schäfer Robo Pick（SRP）的推出这一难题已成为历史。该系统可以分拣种类庞杂，规格、形状和重量各异的产品，同时动作轻柔、准确无误。（图2）Schäfer Robo Pick的第一个自动分拣单元，可以无缝集成于现有的仓储结构，可以说是全新开发的一套两级图像处理系统。3D和2D图像处理方法相结合，省去了耗时的产品标识或位置输入。“无论是产品标签还是倾斜的产品边角，或是极深或过亮的产品色彩都不会使系统受到干扰”，PreiВ如此描述该系统的特点。

分拣错误率减少百倍

图像处理单元识别到装满商品的容器不用一秒便能判定出需要分拣的货物位置，并能操控全方位分拣机器人。“可以同时处理10到20个订单。相比较手工拣货，该系统可以将分拣错误率减少十至百倍”，PreiВ指出了该系统的巨大优势。通过图像对比后的摄像系统可检测出商品有否损坏。机器人的抓手可以根据拣选要求进行更换，由此使得Robo-Pick几乎无所不能。危险、有毒或是易碎品以及贵重或沉重的物品同样可以得到轻松处理。

由于纸箱及其他容器的尺寸重量不一，混合码垛便显得格外困难。有些规定往往又增加了事情的难度，如为了超市货架配货容易而需要特定的排序，或是敏感商品必须放在货架最上面。CSI为卫生用品装备商Viega圆满地解决了这些问题。尽管Attendorn配送中心有一个拥有若干拣货区的内部物流系统，但工业机器人的引进还是让其配送水平上了一个新台阶。迄今为止，所拣选的货品，从密封件、接头到马桶水箱等，都在同一个包装场地进行包装、码垛以及加装发货信息。如今，最新的机器人技术解决了一切难题，不仅能将最重的产品轻松取下来，还能考虑到卫生用具零售商为货架上货排序的特殊要求。同时，稳固和高密度的堆垛处理也是很重要的。

其基础是一种高度复杂的特殊的包装演算法，能准确适应Viega的要求。机器人系统工作效率为450包/h，能同时处理两份订单，还可以在三个不同的方向进行包装件的码垛，可使用性高达98%。该系统既可以处理大小如鞋盒的小包物品，也可以处理同一个托盘上规格为400 mm × 600 mm的大件物品。

内部物流对机器人的应用不断增加

根据VDMA（德国机械设备制造业联合会）的调查显示，每年新投入使用的工业机器人中约有5%应用于包装领域，包括拣选和码垛环节。2004～2008年德国的机器人应用从206上升至683。行业协会期待机器人在内部物流中的所占份额能够进一步增加。ABB公司也感觉到了用户方面日益增长的需求。“我们在物流业的合作伙伴向我们显示出全球性的应用增长。他们掌控住了当今的挑战，而在不久前这些挑战还被认为是难以解决的”，Nassmacher这样表示。

“决定支持还是反对应用机器人要视情况而定，对于机器人产品投资的回报期也有着不同的评估。平均而言，现在的机器人可以按照两到三年赚回成本来考虑”，这是Zuckermann的估计。他还指出了一些软性决策标准，如减少事故风险或人体工程学或对人工生病率的考虑，甚至连特殊的卫生要求或是危险品作业等因素都为机器人的应用投了赞成票。