基于线阵相机的巧克力棒上料系统设计

郑晨旭 李 亚

(天津科技大学天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室,天津 300222)

为迎合市场需求，以巧克力为核心的产品也走向了多元化，其中带有塑料手柄的巧克力棒产品以其新颖的外形和干净卫生的食用体验受到市场青睐。由于其制作工艺需要在巧克力浇筑前将塑料手柄放入模具中，目前传统的生产线主要依靠人力摆放，劳动力成本高，效率低下。少数企业采用自动化设备上料摆放，但由于巧克力塑料手柄外型的多样性与不规则性，上料错误率较高。近年来，机器视觉技术逐渐被应用于物体识别与引导机器人完成抓取[1-2]，海潮等[3]提出了基于机器视觉的在线监测技术；邱素贞等[4]设计了基于机器视觉的码垛机器人控制系统；杨新海[5]提出了生产线目标同步抓取的方法。上述研究机器视觉均基于面阵相机，对线阵相机配合机器人抓取的系统研究不足。

相较于面阵相机，线阵相机检测精度更高，拍照速度更快，更适用于一维动态目标[6]。试验拟以某巧克力生产线为例，结合现场实际需求，设计基于线阵相机的巧克力棒自动上料摆放系统。针对线阵相机难以进行手眼标定的问题，提出利用传动带运动扫描成像的手眼标定思路；为提高生产效率，设计多目标抓取的机器人末端手爪，优化追踪路线以提高追踪效率。

1 系统总体设计

通过对现场情况和实际需求的调研，明确系统需要满足以下几点要求：① 确保巧克力塑料手柄上料摆放准确率；……