智能柔性打磨方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能打磨技术领域，尤其涉及智能柔性打磨方法、装置及设备，从不同视角为每一个鞋底拍摄一组3D图像；利用预设的3D图像拼接算法融合这组3D图像，从而为每一个鞋底建立精准且无阴影的3D模型；根据3D模型、预设轨迹算法以及打磨压力算法生成每一个鞋底的打磨轨迹、打磨姿态及打磨力量；五轴机械手按照每一个鞋底的打磨姿态及打磨轨迹实现多维空间打磨，同时五轴机械手末端的力控装置按照每一个鞋底的打磨力量实现恒力打磨，并且力控装置独立于五轴机械手，因而无需五轴机械手参与力位调节，使得力位响应速度更快，确保每一个鞋底的精准打磨，与现有技术相比无需人工示教实现全自动打磨，保证打磨质量同时提高打磨效率，完全替代人工打磨。完全替代人工打磨。完全替代人工打磨。

【技术实现步骤摘要】
智能柔性打磨方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及智能打磨
，尤其涉及智能柔性打磨方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]在EVA鞋底制作过程中，目前普遍采用二次发泡成型技术。为了提高第二次发泡的良率和外观，需要把第一次发泡后的EVA鞋底打磨掉表皮后，才能进行第二次发泡成型。由于第一次发泡后的鞋底外形不规则，而且不同个体之间变形非常大，无法实现自动打磨。现有方法是人工拿着鞋底贴合打磨轮，来实现一次发泡后的EVA表面去皮工作。打磨有粉尘污染和噪声污染，导致招工难，打磨工老龄化趋势明显，且人工打磨成本高、质量不稳定、效率低，市场上缺少同时解决以上问题的打磨方法、装置及设备。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种智能柔性打磨方法、装置及设备，可以解决现有技术中的人工打磨效率低下的问题，为实现上述目的：
[0004]1.本专利技术第一方面提供一种智能柔性打磨方法，所述方法包括：
[0005]S1000：获取多个视角对应的每一个鞋底的一组目标3D图像，所述一组目标3D图像包括所述每一个鞋底的底面以及边墙的多个视角对应的3D图像；
[0006]S2000：利用所述一组目标3D图像及预设图像拼接算法，建立所述每一个鞋底的3D模型；
[0007]S3000：根据所述3D模型、预设轨迹算法以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨轨迹、目标打磨姿态及目标打磨力量；
[0008]S4000：控制五轴机械手按照所述目标打磨轨迹及所述目标打磨姿态进行打磨，并且控制安装于所述五轴机械手的末端的力控装置按照所述目标打磨力量进行所述打磨的力位调节，以实现所述每一个鞋底的打磨操作。
[0009]在一种可行实现方式中，所述S2000：利用所述一组目标3D图像及预设图像拼接算法，建立所述每一个鞋底的3D模型，之前还包括：
[0010]S2100：获取各个视角下预设标定件的一组目标3D图像；
[0011]S2200：利用所述标定件上的预设特征点以及所述标定件的一组目标3D图像，确定各个视角下所述标定件上的预设特征点在各视角坐标系中对应的空间坐标；
[0012]S2300：利用所述标定件上的预设特征点在各个所述视角坐标系中对应的空间坐标、所述标定件上的预设特征点在工件坐标系中的空间坐标，依据空间变换原理建立各个视角坐标系和工件坐标系对应的变换方程，逐个求解方程后得到各个所述视角坐标系与工件坐标系对应的空间变换矩阵；
[0013]所述标定件上的预设特征点所在的坐标系为该标定件自身的坐标系，即工件坐标系，工件坐标系原点为所述标定件的中心。
[0014]在一种可行实现方式中，所述S2000：利用所述一组目标3D图像及预设图像拼接算
法，建立所述每一个鞋底的3D模型，包括：
[0015]S2400：获取所述一组目标3D图像中各个视角上的目标3D图像的空间坐标，所述空间坐标为利用各个视角对应的3D相机扫描得到的；
[0016]S2500：利用所述各个视角对应的所述目标3D图像和S2300计算得到空间变换矩阵系数将所述一组目标3D图像进行拼接，建立所述每一个鞋底完整的3D模型，所述3D模型所在的坐标系为工件坐标系。
[0017]在一种可行实现方式中，所述S3000：根据所述3D模型、预设轨迹算法以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨轨迹、目标打磨姿态及目标打磨力量，包括：
[0018]S3100：对所述3D模型进行主元分析，确定所述3D模型的厚度方向，所述厚度方向为基于所述主元分析得到的第一个主元方向；
[0019]S3200：获取所述3D模型的重心，所述重心为三个主元的交点；
[0020]S3300：以所述重心为出发点按照预设的等角度发射若干射线；
[0021]S3400：获取所述若干射线与所述3D模型之间相交构成的若干轨迹点；
[0022]S3500：利用所述若干轨迹点，生成对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨轨迹；
[0023]S3600：根据所述目标打磨轨迹、所述若干轨迹点以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨姿态及目标打磨力量。
[0024]在一种可行实现方式中，所述S3600：根据所述目标打磨轨迹、所述若干轨迹点以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨姿态及目标打磨力量，包括：
[0025]S3610：利用所述目标打磨轨迹中的各个轨迹点及各个所述轨迹点附近一个扫描宽度范围内的第一点云在所述厚度方向上的最大值点和最小值点，确定各个所述轨迹点对应的厚度值；
[0026]S3620：将各个所述轨迹点作为球体的球心以及将每个所述轨迹点对应的厚度值作为各个所述球体的直径，基于每个所述球体内的第二点云，确定各个所述轨迹点对应的法向量；
[0027]S3630：将各个所述法向量作为对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨姿态；
[0028]S3640：基于各个所述法向量以及与所述法向量对应的所述第二点云及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨力量。
[0029]在一种可行实现方式中，所述S3640：基于各个所述法向量以及与所述法向量对应的所述第二点云及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨力量，包括：
[0030]S3641：获取预设单位面积打磨力量，所述预设单位面积打磨力量根据每一个鞋底对应的材料硬度由实验所得；
[0031]S3642：将与所述法向量对应的所述第二点云包括的各个点向由所述法向量确定的平面上进行投影，确定各个投影点形成的投影点集合构成的投影面积；
[0032]S3643：利用所述投影面积、所述预设单位面积打磨力量及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨力量。
[0033]2.本专利技术第二方面提供一种智能柔性打磨装置，所述装置包括：
[0034]图像获取模块S5000：用于获取多个视角对应的每一个鞋底的一组目标3D图像，所述一组目标3D图像包括所述每一个鞋底的底面以及边墙的多个视角对应的3D图像；
[0035]模型建立模块S5100：用于利用所述一组目标3D图像及预设图像拼接算法，建立所述每一个鞋底的3D模型；
[0036]轨迹生成模块S5200：用于根据所述3D模型、预设轨迹算法以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨轨迹、目标打磨姿态及目标打磨力量；
[0037]打磨控制模块S5300：用于控制五轴机械手按照所述目标打磨轨迹及所述目标打磨姿态进行打磨，并且控制安装于所述五轴机械手末端的力控装置按照所述目标打磨力量进行所述打磨的力位调节，以实现所述每一个鞋底的打磨操作。
[0038]3.本专利技术第三方面提供一种智能柔性打磨设备，所述设备包括：机架(100)、五轴机械手(110)、打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能柔性打磨方法，其特征在于，所述方法包括：S1000：获取多个视角对应的每一个鞋底的一组目标3D图像，所述一组目标3D图像包括所述每一个鞋底的底面以及边墙的多个视角对应的3D图像；S2000：利用所述一组目标3D图像及预设图像拼接算法，建立所述每一个鞋底的3D模型；S3000：根据所述3D模型、预设轨迹算法以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨轨迹、目标打磨姿态及目标打磨力量；S4000：控制五轴机械手按照所述目标打磨轨迹及所述目标打磨姿态进行打磨，并且控制安装于所述五轴机械手的末端的力控装置按照所述目标打磨力量进行所述打磨的力位调节，以实现所述每一个鞋底的打磨操作。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述S2000：利用所述一组目标3D图像及预设图像拼接算法，建立所述每一个鞋底的3D模型，之前还包括：S2100：获取各个视角下预设标定件的一组目标3D图像；S2200：利用所述标定件上的预设特征点以及所述标定件的一组目标3D图像，确定各个视角下所述标定件上的预设特征点在各视角坐标系中对应的空间坐标；S2300：利用所述标定件上的预设特征点在各个所述视角坐标系中对应的空间坐标、所述标定件上的预设特征点在工件坐标系中的空间坐标，依据空间变换原理建立各个视角坐标系和工件坐标系对应的变换方程，逐个求解方程后得到各个所述视角坐标系与工件坐标系对应的空间变换矩阵；所述标定件上的预设特征点所在的坐标系为该标定件自身的坐标系，即工件坐标系，工件坐标系原点为所述标定件的中心。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述S2000：利用所述一组目标3D图像及预设图像拼接算法，建立所述每一个鞋底的3D模型，包括：S2400：获取所述一组目标3D图像中各个视角上的目标3D图像的空间坐标，所述空间坐标为利用各个视角对应的3D相机扫描得到的；S2500：利用所述各个视角对应的所述目标3D图像和S2300计算得到空间变换矩阵系数将所述一组目标3D图像进行拼接，建立所述每一个鞋底完整的3D模型，所述3D模型所在的坐标系为工件坐标系。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述S3000：根据所述3D模型、预设轨迹算法以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨轨迹、目标打磨姿态及目标打磨力量，包括：S3100：对所述3D模型进行主元分析，确定所述3D模型的厚度方向，所述厚度方向为基于所述主元分析得到的第一个主元方向；S3200：获取所述3D模型的重心，所述重心为三个主元的交点；S3300：以所述重心为出发点按照预设的等角度发射若干射线；S3400：获取所述若干射线与所述3D模型之间相交构成的若干轨迹点；S3500：利用所述若干轨迹点，生成对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨轨迹；S3600：根据所述目标打磨轨迹、所述若干轨迹点以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨姿态及目标打磨力量。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述S3600：根据所述目标打磨轨迹、所述若干轨迹点以及预设打磨压力算法，确定对所述每一个鞋底进行打磨使用的目标打磨姿态及目标打磨力量，包括：S3610：利用所述目标打...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，倪波，
申请(专利权)人：深圳市九丞技术有限公司，
类型：发明
国别省市：