基于3D视觉相机的工件打磨系统及方法技术方案

本发明专利技术提供基于3D视觉相机的工件打磨系统,包括进料小车、出料小车、第一输送导轨、第二输送导轨、运输机器人、打磨机器人、打磨平台，进料小车放置在第一输送导轨上，出料小车放置在第二输送导轨上，第一输送导轨在第二输送导轨一侧，运输机器人、打磨机器人以及打磨平台均放置在第一输送导轨和第二输送导轨之间，打磨机器人和运输机器人放置在打磨平台两侧，打磨机器人包括第一机器臂、打磨设备，打磨设备安装在第一机器臂顶端，打磨设备上安装有3D视觉相机，3D视觉相机与外部工控机连接。本申请中的基于3D视觉相机的工件打磨系统，整个过程无需人工介入处理，节省了对待打磨工件的打磨时间，得到的打磨轨迹坐标更加精准。得到的打磨轨迹坐标更加精准。得到的打磨轨迹坐标更加精准。

【技术实现步骤摘要】
基于3D视觉相机的工件打磨系统及方法


[0001]本专利技术涉及工件打磨领域，尤其涉及基于3D视觉相机的工件打磨系统及方法。

技术介绍

[0002]随着制造业平面小构件的产品多样化以及人工打磨效率不足，打磨质量存在差异，人工成本逐渐提高，自动打磨产品迫在眉睫。目前的打磨装置中的自动打磨是采用单一的打磨模板对待打磨工件进行打磨，对于待打磨工件与打磨模板的匹配关系是通过人工肉眼来确定，当每一件待打磨工件需要打磨时，操作人员肉眼测量待打磨工件的尺寸，并根据手动测量的尺寸选择对应的打磨模板，现有打磨装置对于待打磨工件的打磨过程依然需要人工介入处理，导致整个打磨的时间过长。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供基于3D视觉相机的工件打磨系统，其能解决现有打磨装置对于待打磨工件的打磨过程依然需要人工介入处理，导致整个打磨的时间过长的问题。
[0004]本专利技术的目的之二在于提供基于3D视觉相机的工件打磨方法，其能解决现有打磨装置对于待打磨工件的打磨过程依然需要人工介入处理，导致整个打磨的时间过长的问题。
[0005]本专利技术的目的之一采用以下技术方案实现：
[0006]基于3D视觉相机的工件打磨系统，包括进料小车、出料小车、第一输送导轨、第二输送导轨、运输机器人、打磨机器人、打磨平台，所述进料小车放置在第一输送导轨上，所述出料小车放置在第二输送导轨上，所述第一输送导轨在所述第二输送导轨一侧，所述运输机器人、所述打磨机器人以及所述打磨平台均放置在所述第一输送导轨和所述第二输送导轨之间，所述打磨机器人和所述运输机器人放置在所述打磨平台两侧，所述打磨机器人包括第一机器臂、打磨设备，所述打磨设备安装在所述第一机器臂顶端，所述打磨设备上安装有3D视觉相机，所述3D视觉相机与外部工控机连接，所述进料小车和所述出料小车的数量均为两个；
[0007]待打磨工件放置在所述进料小车上，所述进料小车在所述第一输送导轨上运动至所述运输机器人位置处，所述运输机器人抓取所述进料小车上的待打磨工件，并将待打磨工件放置在打磨平台上，所述打磨机器人上的3D视觉相机对打磨平台上待打磨工件进行3D采图，得到待打磨工件对应的点云图像，所述3D视觉相机将所述点云图像发送至外部工控机进行轮廓提取处理，得到点云图像轮廓数据，外部工控机将所述点云图像轮廓数据与预设三维模板数据库中的预设三维模板进行匹配，根据匹配到的预设三维模板中的轮廓轨迹点集计算出轮廓轨迹点集中每个轮廓轨迹点的空间坐标位置，当空间坐标位置在打磨机器人移动范围内时，将所述轮廓轨迹点集中每个轮廓轨迹点的坐标作为打磨轨迹坐标，外部工控机将所述打磨轨迹坐标发送至打磨机器人，打磨机器人根据所述打磨轨迹坐标对待打
磨工件进行打磨，运输机器人将打磨好的待打磨工件抓取至所述出料小车上，所述出料小车在所述第二输送导轨上将打磨好的待打磨工件运出。
[0008]进一步地，所述打磨设备包括支架、打磨机以及铣刀，所述支架固定在所述第一机器臂顶端，所述打磨机和所述铣刀分别固定在所述支架上，所述打磨机和所述铣刀位于所述支架两侧，所述3D视觉相机固定在所述打磨机的一侧。
[0009]进一步地，所述打磨机和所述铣刀上均安装有力觉传感器。
[0010]进一步地，所述运输机器人包括第二机器臂和机器人抓手，所述机器人抓手固定在所述第二机器臂的顶端。
[0011]进一步地，所述机器人抓手上设置有电磁铁，所述电磁铁用于吸取待打磨工件。
[0012]进一步地，所述3D视觉相机由若干环形设置的摄像头组成。
[0013]进一步地，还包括打磨围栏，在所述打磨平台、所述运输机器人以及所述打磨机器人外部设置一打磨围栏，所述打磨平台、所述运输机器人以及所述打磨机器人均位于所述打磨围栏内部。
[0014]本专利技术的目的之二采用以下技术方案实现：
[0015]基于3D视觉相机的工件打磨方法，所述方法应用于本申请中的基于3D视觉相机的工件打磨系统，包括以下步骤：
[0016]工件摆放，控制所述运输机器人将进料小车上的待打磨工件抓取至打磨平台上摆放；
[0017]采集图像，3D视觉相机对打磨平台上待打磨工件进行3D采图，得到待打磨工件对应的点云图像；
[0018]点云图像轮廓提取，3D视觉相机将所述点云图像发送至外部工控机进行轮廓提取处理，得到点云图像轮廓数据；
[0019]模板匹配，将所述点云图像轮廓数据与预设三维模板数据库中的预设三维模板进行匹配；
[0020]生成打磨轨迹点坐标，根据匹配到的预设三维模板中的轮廓轨迹点集计算出轮廓轨迹点集中每个轮廓轨迹点的空间坐标位置，当空间坐标位置在打磨机器人移动范围内时，将所述轮廓轨迹点集中每个轮廓轨迹点的坐标作为打磨轨迹坐标；
[0021]工件打磨，外部工控机将所述打磨轨迹坐标发送至打磨机器人，打磨机器人根据所述打磨轨迹坐标对待打磨工件进行打磨。
[0022]进一步地，若在预设三维模板数据库中没有匹配到对应的预设三维模板时，根据所述点云图像轮廓数据生成预设轮廓轨迹点集，并将预设轮廓轨迹点集与所述点云图像轮廓数据放入预设三维模板中存入至预设三维模板数据库，根据点云图像轮廓数据对应的预设轮廓轨迹点集中的轮廓轨迹点坐标生成打磨轨迹点坐标，并执行步骤工件打磨。
[0023]进一步地，还包括运出工件，运输机器人将打磨好的待打磨工件抓取至所述出料小车上，所述出料小车在所述第二输送导轨上将打磨好的待打磨工件运出。
[0024]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本申请中的基于3D视觉相机的工件打磨系统，包括进料小车、出料小车、第一输送导轨、第二输送导轨、运输机器人、打磨机器人、打磨平台，所述进料小车放置在第一输送导轨上，所述出料小车放置在第二输送导轨上，所述第一输送导轨在所述第二输送导轨一侧，所述运输机器人、所述打磨机器人以及所述打磨
平台均放置在所述第一输送导轨和所述第二输送导轨之间，所述打磨机器人和所述运输机器人放置在所述打磨平台两侧，所述打磨机器人包括第一机器臂、打磨设备，所述打磨设备安装在所述第一机器臂顶端，所述打磨设备上安装有3D视觉相机，所述3D视觉相机与外部工控机连接，所述进料小车和所述出料小车的数量均为两个；通过3D视觉相机对打磨平台上待打磨工件进行3D采图，得到待打磨工件对应的点云图像，所述3D视觉相机将所述点云图像发送至外部工控机进行轮廓提取处理，得到点云图像轮廓数据，外部工控机将所述点云图像轮廓数据与预设三维模板数据库中的预设三维模板进行匹配，根据匹配到的预设三维模板中的轮廓轨迹点集计算出轮廓轨迹点集中每个轮廓轨迹点的空间坐标位置，当空间坐标位置在打磨机器人移动范围内时，将所述轮廓轨迹点集中每个轮廓轨迹点的坐标作为打磨轨迹坐标，整个过程无需人工介入处理，节省了对待打磨工件的打磨时间，由于采用3D视觉相机对待打磨工件进行识别，使得到的打磨轨迹坐标更加精准。
[0025]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于3D视觉相机的工件打磨系统，其特征在于：包括进料小车、出料小车、第一输送导轨、第二输送导轨、运输机器人、打磨机器人、打磨平台，所述进料小车放置在第一输送导轨上，所述出料小车放置在第二输送导轨上，所述第一输送导轨在所述第二输送导轨一侧，所述运输机器人、所述打磨机器人以及所述打磨平台均放置在所述第一输送导轨和所述第二输送导轨之间，所述打磨机器人和所述运输机器人放置在所述打磨平台两侧，所述打磨机器人包括第一机器臂、打磨设备，所述打磨设备安装在所述第一机器臂顶端，所述打磨设备上安装有3D视觉相机，所述3D视觉相机与外部工控机连接，所述进料小车和所述出料小车的数量均为两个；待打磨工件放置在所述进料小车上，所述进料小车在所述第一输送导轨上运动至所述运输机器人位置处，所述运输机器人抓取所述进料小车上的待打磨工件，并将待打磨工件放置在打磨平台上，所述打磨机器人上的3D视觉相机对打磨平台上待打磨工件进行3D采图，得到待打磨工件对应的点云图像，所述3D视觉相机将所述点云图像发送至外部工控机进行轮廓提取处理，得到点云图像轮廓数据，外部工控机将所述点云图像轮廓数据与预设三维模板数据库中的预设三维模板进行匹配，根据匹配到的预设三维模板中的轮廓轨迹点集计算出轮廓轨迹点集中每个轮廓轨迹点的空间坐标位置，当空间坐标位置在打磨机器人移动范围内时，将所述轮廓轨迹点集中每个轮廓轨迹点的坐标作为打磨轨迹坐标，外部工控机将所述打磨轨迹坐标发送至打磨机器人，打磨机器人根据所述打磨轨迹坐标对待打磨工件进行打磨，运输机器人将打磨好的待打磨工件抓取至所述出料小车上，所述出料小车在所述第二输送导轨上将打磨好的待打磨工件运出。2.如权利要求1所述的基于3D视觉相机的工件打磨系统，其特征在于：所述打磨设备包括支架、打磨机以及铣刀，所述支架固定在所述第一机器臂顶端，所述打磨机和所述铣刀分别固定在所述支架上，所述打磨机和所述铣刀位于所述支架两侧，所述3D视觉相机固定在所述打磨机的一侧。3.如权利要求2所述的基于3D视觉相机的工件打磨系统，其特征在于：所述打磨机和所述铣刀上均安装有力觉传感器。4.如权利要求1所述的基于3D视觉相机的工件打磨系统，其特征在于：所述运输机器人包括第二机器臂和机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛义权，何艳兵，李志成，陈军帅，罗家植，姚桂坪，
申请(专利权)人：广州瑞松智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：