一种基于三维视觉的多规格工件自动加工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三维视觉的多规格工件自动加工方法。首先，建立工业机器人的理论运动学模型并辨识，获得辨识后的运动学模型；接着对工业机器人和三维相机以及工业机器人和变位装置之间分别标定后，获得对应的齐次变换矩阵；再用三维相机采集装夹于变位装置上的待加工工件的视觉信息，进而进行三维重建，获得待加工工件的三维点云；然后确定待加工工件的初始加工路径；最后，对初始加工路径修正，获得修正后的加工路径，从而控制工业机器人加工作业。本发明专利技术可广泛应用于多种多规格小批量工件的自动加工作业，例如焊接、涂胶、激光加工等等，具有十分广阔的市场应用前景，对提升我国制造业的数字化和智能化水平具有极其重要的现实意义。的现实意义。的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维视觉的多规格工件自动加工方法


[0001]本专利技术涉及一种工件自动加工方法，尤其涉及一种基于三维视觉的多规格工件自动加工方法。

技术介绍

[0002]多规格小批量生产是指，在规定的生产周期内生产对象的产品规格较多，但每个规格所需的生产数量较少。在市场经济条件下，消费者往往追求有别于他人的高级的、独特的和流行的商品，其嗜好逐渐趋于多样化。同时，企业为了扩大市场占有率，推出更多新产品以适应市场的多样化趋势。因此，企业产品的多样化是一种必然趋势。然而，与大批量生产相比，多规格小批量的生产方式效率低、成本高、不易实现自动化、生产组织过程复杂。但随着劳动力成本上升以及自动化技术的发展，多规格小批量产品的加工就显得越来越重要。
[0003]以角钢塔的塔脚加工过程为例。角钢塔的塔脚为钢板焊接件，一般需根据地形、角钢塔结构等因素个性化定制。塔脚的具体加工过程为：1)根据地形等因素设计塔脚外形；2)按图纸切割钢板，完成钢板下料；3)人工点焊，完成钢板组对；4)整体弧焊，完成塔脚工件全部焊缝的焊接作业。角钢塔的塔脚存在多种类型，但由于个性化定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维视觉的多规格工件自动加工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立工业机器人的理论运动学模型并辨识，获得辨识后的运动学模型；2)对工业机器人和三维相机作手眼标定后，获得三维相机相对于工业机器人基座坐标系的齐次变换矩阵记为相机
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机器人标定矩阵；对工业机器人和变位装置作标定后，获得变位装置相对于工业机器人基座坐标系的齐次变换矩阵记为变位装置
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机器人标定矩阵；3)用三维相机采集装夹于变位装置上的待加工工件的视觉信息，根据相机
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机器人标定矩阵和变位装置
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机器人标定矩阵对采集获得待加工工件的视觉信息进行三维重建，获得待加工工件的三维点云；4)根据待加工工件的三维点云确定待加工工件的初始加工路径；5)根据辨识后的运动学模型修正待加工工件的初始加工路径，获得修正后的加工路径；6)将修正后的加工路径输入到机器人控制系统，机器人控制系统控制工业机器人对待加工工件进行加工作业。2.根据权利要求1所述的一种基于三维视觉的多规格工件自动加工方法，其特征在于，所述1)具体为：1.1)在工业机器人末端安装靶球，建立工业机器人的理论运动学模型；1.2)改变工业机器人的实际各轴转角后，用激光跟踪仪记录靶球相对于工业机器人基座坐标系的实际位置信息；1.3)重复步骤1.2)若干次，获得若干组工业机器人的实际各轴转角及对应的靶球相对于工业机器人基座坐标系的位置信息；1.4)根据若干组工业机器人的实际各轴转角及对应的靶球相对于工业机器人基座坐标系的实际位置信息和优化辨识函数，利用最小二乘法优化工业机器人的理论运动学模型，获得辨识后的运动学模型，记为DH
′
。3.根据权利要求2所述的一种基于三维视觉的多规格工件自动加工方法，其特征在于，所述优化辨识函数的公式如下：其中，为工业机器人的实际各轴转角为θ
i
时根据理...

【专利技术属性】
技术研发人员：王郑拓，梁文龙，徐冠华，傅建中，徐月同，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：