一种基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法，包括：利用高精度石位精密测量装置对自动蜡镶机进行视觉标定；根据视觉标定点，并利用高精度石位精密测量装置对蜡镶母版石位进行定位，得到水平定位数据，并根据水平定位数据驱动XYZ三轴基台进行XY轴的移动，到达定位点；在定位点利用高精度石位精密测量装置对蜡镶母版石位进行测距，得到测距数据，并根据测距数据对AB轴旋转基台的水平进行调整并且驱动XYZ三轴基台进行Z轴的移动，完成自动蜡镶机的示教；其中，自动蜡镶机包括XYZ三轴基台和AB轴旋转基台，蜡镶母版石位设置在AB轴旋转基台上。本发明专利技术达到对石位进行自动识别，实现自动示教，并获得精准的示教数据的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法及系统


[0001]本专利技术涉及石位测量
，具体涉及一种基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法及系统。

技术介绍

[0002]随着人们的生活水平越来越高，人们对饰品的需求也越来越大，尤其是镶嵌人工钻石的饰品，现在饰品行业的蜡镶点钻主要还是依靠人工进行嵌入，费时费力，尤其费眼。并且在这方面的人力资源也越来越少，尤其是拥有精湛技术的手工蜡镶人才极其稀缺。但是现在主流的自动化蜡镶设备依旧是通过人工手动控制的方法单点一个一个石位进行示教，最后由自动化蜡镶设备依据人工示教的数据进行点钻操作实施蜡镶点钻。
[0003]但是当前人工示教的方式对自动化蜡镶设备操作工种的技术人员有着相对较高的要求，另外示教精度和示教效果也因人而异，而且非常耗时。若是针对石位数量比较多(达100颗石头以上)的平面蜡件进行示教，整个示教过程更为麻烦，并且还存在容易搞错位置以及石位进行重复示教等的问题。进一步地，若面对的是复杂曲面蜡件，此时采用人工示教，示教效果不佳，费时费力，做批量小的蜡镶点钻几乎无法体现其经济效益。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法及系统，用于解决现有的人工示教存在示教精度不高、示教效果不佳以及示教费时费力的技术问题，从而达到通过对石位进行自动识别，实现自动示教，并获得精准的示教数据的目的。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法，包括以下步骤：
[0007]利用外挂在XYZ三轴基台上的高精度石位精密测量装置对自动蜡镶机进行视觉标定；
[0008]根据视觉标定点，并利用所述高精度石位精密测量装置对蜡镶母版石位进行定位，得到水平定位数据，并根据所述水平定位数据驱动XYZ三轴基台进行XY轴的移动，到达定位点；
[0009]在所述定位点利用所述高精度石位精密测量装置对所述蜡镶母版石位进行测距，得到测距数据，并根据所述测距数据对AB轴旋转基台的水平进行调整并且驱动所述XYZ三轴基台进行Z轴的移动，完成所述自动蜡镶机的示教；
[0010]其中，所述自动蜡镶机包括所述XYZ三轴基台和所述AB轴旋转基台，所述蜡镶母版石位设置在所述AB轴旋转基台上。
[0011]作为本专利技术优选的实施方式，在进行视觉标定时，包括：
[0012]在所述自动蜡镶机主机基台上设置标定板，对所述XYZ三轴基台进行误差修正；
[0013]利用所述高精度石位精密测量装置对所述自动蜡镶机主机基台的原点进行视觉
标定、对所述自动蜡镶机主机基台的方向进行视觉标定、对所述自动蜡镶机主机基台的十字交叉线进行视觉标定、对所述自动蜡镶机主机基台的标定点像素位移进行视觉标定。
[0014]作为本专利技术优选的实施方式，在对所述XYZ三轴基台进行误差修正时，包括：
[0015]将所述高精度石位精密测量装置通过易拆卸结构组件固定在所述XYZ三轴基台上，并且让高清摄像机的光轴垂直于所述自动蜡镶机主机基台；
[0016]将所述标定板对于所述高清摄像机的相对位置记为f1和f2；
[0017]调节所述高清摄像机的焦距，使所述高清摄像机可以对所述标定板完成清晰成像，并对所述高清摄像机进行标定，得到所述高清摄像机的内参数和畸变系数；
[0018]通过所述XYZ三轴基台移动所述高清摄像机至所述标定板的中心刻度d
m
，拍摄一张图像作为基准帧，再将所述高清摄像机移动至所述标定板的若干不同刻度，每调节一次就拍摄一张图像，并记下对应的刻度d；
[0019]用视觉标定算法得到每张图像中标定板特征点Q相对于所述基准帧的位移y；
[0020]根据所述XYZ三轴基台和所述标定板的工程参数、f1和f2以及每次的刻度d，得到每张图像中标定板各特征点Q相对于基准帧的位移z；
[0021]分别以所述位移y和所述位移z在位移方向上的维度为横、纵坐标，绘制散点图，结合所述散点图建立误差模型并求解，从而修正所述XYZ三轴基台的误差；
[0022]其中，所述高精度石位精密测量装置包括高清摄像机。
[0023]作为本专利技术优选的实施方式，所述标定板为圆形标定板，以所述圆形标定板的每一个圆心为特征点，所述圆形标定板包含N个圆，除基准帧外共调节M次，得到位移y(d
o
,Q
k
)和z(d
o
,Q
k
)，其中所述y(d
o
,Q
k
)与所述z(d
o
,Q
k
)一一对应，o＝1,2....,M，k＝1,2....N，位移y和位移z为包含x、y、z三个方向位移的三维向量。
[0024]作为本专利技术优选的实施方式，在结合所述散点图建立误差模型并求解时，包括：
[0025]分别以位移z(d)和位移y(d)为横、纵坐标绘制所述散点图，并建立一直线方程，如公式1所示：
[0026]y(d)＝s*z(d)+n (1)；
[0027]式中，s和n分别为一常数；
[0028]对所述散点图用最小二乘法拟合直线，分别得到所述s和所述n的值，对任意刻度d，实际的位移为sd+(n
‑
sd0)。
[0029]作为本专利技术优选的实施方式，在根据所述水平定位数据驱动XYZ三轴基台时，包括：
[0030]利用高清摄像机进行AI石位识别或通过鼠标指定石位，确定所述蜡镶母版石位在摄像区域内X轴和Y轴的像素位置，并换算成所述XYZ三轴基台在X轴和Y轴上的运动控制量；
[0031]根据所述X轴和Y轴上的运动控制量控制所述高清摄像机移动到所述蜡镶母版石位的上方；
[0032]其中，所述水平定位数据包括所述蜡镶母版石位在摄像区域内X轴的像素位置和所述蜡镶母版石位在摄像区域内Y轴的像素位置，所述定位点包括所述蜡镶母版石位的上方，所述高精度石位精密测量装置包括高清摄像机。
[0033]作为本专利技术优选的实施方式，在利用高清摄像机进行AI石位识别时，包括：
[0034]利用所述高清摄像机采集所述蜡镶母版石位的图像；
[0035]对蜡镶母版石位图像进行处理与解算获得所述蜡镶母版石位中心在高清摄像机坐标系下的XY坐标；
[0036]根据所述高清摄像机坐标系与XYZ三轴基台坐标系之间的位姿变换关系，换算出所述蜡镶母版石位中心在所述XYZ三轴基台坐标系下的XY坐标；
[0037]根据所述蜡镶母版石位中心在所述XYZ三轴基台坐标系下的XY坐标，得到所述XYZ三轴基台X轴伺服电机和Y轴伺服电机的移动距离，并将所述移动距离换算为脉冲数和脉冲方向，并转换为相应的脉冲信号；
[0038]根据所述脉冲信号驱动所述X轴伺服电机和所述Y轴伺服电机，到达所述蜡镶母版石位的上方。
[0039]作为本专利技术优选的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法，其特征在于，包括以下步骤：利用外挂在XYZ三轴基台上的高精度石位精密测量装置对自动蜡镶机进行视觉标定；根据视觉标定点，并利用所述高精度石位精密测量装置对蜡镶母版石位进行定位，得到水平定位数据，并根据所述水平定位数据驱动XYZ三轴基台进行XY轴的移动，到达定位点；在所述定位点利用所述高精度石位精密测量装置对所述蜡镶母版石位进行测距，得到测距数据，并根据所述测距数据对AB轴旋转基台的水平进行调整并且驱动所述XYZ三轴基台进行Z轴的移动，完成所述自动蜡镶机的示教；其中，所述自动蜡镶机包括所述XYZ三轴基台和所述AB轴旋转基台，所述蜡镶母版石位设置在所述AB轴旋转基台上。2.根据权利要求1所述的基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法，其特征在于，在进行视觉标定时，包括：在所述自动蜡镶机主机基台上设置标定板，对所述XYZ三轴基台进行误差修正；利用所述高精度石位精密测量装置对所述自动蜡镶机主机基台的原点进行视觉标定、对所述自动蜡镶机主机基台的方向进行视觉标定、对所述自动蜡镶机主机基台的十字交叉线进行视觉标定、对所述自动蜡镶机主机基台的标定点像素位移进行视觉标定。3.根据权利要求2所述的基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法，其特征在于，在对所述XYZ三轴基台进行误差修正时，包括：将所述高精度石位精密测量装置通过易拆卸结构组件固定在所述XYZ三轴基台上，并且让高清摄像机的光轴垂直于所述自动蜡镶机主机基台；将所述标定板对于所述高清摄像机的相对位置记为f1和f2；调节所述高清摄像机的焦距，使所述高清摄像机可以对所述标定板完成清晰成像，并对所述高清摄像机进行标定，得到所述高清摄像机的内参数和畸变系数；通过所述XYZ三轴基台移动所述高清摄像机至所述标定板的中心刻度d
m
，拍摄一张图像作为基准帧，再将所述高清摄像机移动至所述标定板的若干不同刻度，每调节一次就拍摄一张图像，并记下对应的刻度d；用视觉标定算法得到每张图像中标定板特征点Q相对于所述基准帧的位移y；根据所述XYZ三轴基台和所述标定板的工程参数、f1和f2以及每次的刻度d，得到每张图像中标定板各特征点Q相对于基准帧的位移z；分别以所述位移y和所述位移z在位移方向上的维度为横、纵坐标，绘制散点图，结合所述散点图建立误差模型并求解，从而修正所述XYZ三轴基台的误差；其中，所述高精度石位精密测量装置包括高清摄像机。4.根据权利要求3所述的基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法，其特征在于，所述标定板为圆形标定板，以所述圆形标定板的每一个圆心为特征点，所述圆形标定板包含N个圆，除基准帧外共调节M次，得到位移y(d
o
,Q
k
)和z(d
o
,Q
k
)，其中所述y(d
o
,Q
k
)与所述z(d
o
,Q
k
)一一对应，o＝1,2....,M，k＝1,2....N，位移y和位移z为包含x、y、z三个方向位移的三维向量。5.根据权利要求4所述的基于高精度石位测量的自动蜡镶机示教方法，其特征在于，在结合所述散点图建立误差模型并求解时，包括：
分别以位移z(d)和位移y(d)为横、纵坐标绘制所述散点图，并建立一直线方程，如公式1所示：y(d)＝s*z(d)+n (1)；式中，s和n分别为一常数；对所述散点图用最小二乘法拟合直线，分别得...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭和清，叶宪阳，李汉波，冯勇，邓铭，梁鸿志，
申请(专利权)人：广西悦君智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：