本申请公开了一种基于三维识别的自动点胶点钻控制方法及系统，涉及自动点胶点钻加工控制的技术领域，首先在待点胶点钻加工的饰品三维模型上识别预设待加工点，然后进行基于点胶点钻设备坐标系的加工坐标转化，以实现待加工点校准，且不需要人工示教，避免传统人工示教占用时间长的缺陷。对正常加工路径进行优化，针对加工过程存在工件位姿调整工序的特点，通过点胶点钻加工路径优化方法，进一步提高加工效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及饰品点胶点钻加工控制的，具体是一种基于三维识别的自动点胶点钻控制方法及系统。
技术介绍
1、点胶点钻在饰品制造业中扮演着重要的角色，它直接反映了饰品工艺和艺术水平，并且对整体首饰的美学感觉起着决定性作用。因此，点胶点钻的质量好坏直接影响着整体首饰的品质。
2、随着自动化技术的发展，自动点胶点钻设备能够快速地进行点胶和钻孔操作。在适当的控制设计下，自动设备比人工操作的点胶点钻更加精确、效率提高了3到4倍。
3、然而，目前市场上的自动点胶点钻设备普遍采用人工定位针手动示教来生成加工路径。由于机械安装存在微小偏差，同一饰品在不同设备上需要重新进行示教，这导致了示教过程占用了大量的时间，严重影响了设备的利用率，从而降低了生产效益。另外，人工示教生成的路径缺乏科学合理的规划，加工效果并未达到最优解，设备使用效率有待提升。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种基于三维识别的自动点胶点钻控制方法及系统，以解决当前饰品点胶点钻加工控制中人工示教占用时间长，路径规划不合理的问题。
2、为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：
3、第一方面，本申请提供了一种基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，该方法包括以下步骤：
4、s1:获取待点胶点钻加工的饰品工件的尺寸数据，基于所述尺寸数据，建立待点胶点钻加工的饰品三维模型；
5、s2:在所述饰品三维模型上识别预设待加工点，提取基于三维模型坐标系的预设待加工点的坐标；</p>6、s3:获取点胶点钻设备的装配参数，构建从三维模型坐标系转换至点胶点钻设备坐标系的转换矩阵；
7、s4:获取预设待加工点基于点胶点钻设备坐标系的加工坐标，并根据该加工坐标，进行预设待加工点的加工；
8、s5:基于遗传算法获取加工时间优化方法，包括建立点胶过程和点钻过程的适应度函数，基于所述适应度函数对点胶和点钻的加工点位顺序进行加工路径优化。
9、作为优选，所述的建立待点胶点钻加工的饰品三维模型，具体包括：
10、利用三维激光扫描技术扫描待饰品工件，获得饰品工件的尺寸点云数据；
11、进行尺寸点云数据的预处理操作，获得预处理后的尺寸点云数据；
12、利用预处理后的尺寸点云数据，构建所述饰品三维模型。
13、作为优选，所述预处理操作包括点云滤波、点云精简和点云拼接。
14、作为优选，所述的在所述饰品三维模型上识别预设待加工点，具体包括：
15、利用边缘检测法识别饰品工件上预留的点胶点钻孔洞的边缘，利用曲面拟合法求解所述点胶点钻孔洞的边缘坐标；所述点胶点钻孔洞为所述预设待加工点；
16、在所述点胶点钻孔洞的边缘设置采样点，通过最小二乘拟合出预设待加工点的中心坐标。
17、作为优选，所述的获取预设待加工点基于点胶点钻设备坐标系的加工坐标，具体包括：
18、获取安装饰品工件的点胶点钻设备双转台结构旋转中心的中心坐标oa和中心坐标oc，获取轴向量和轴向量获取饰品工件坐标系的原点在点胶点钻设备第二旋转轴坐标系中的位置t；将预设待加工点p的中心坐标pw转换为基于机床坐标系的加工坐标pm，pm＝tamtca(pw-t)，其中，tam、tca分别为点胶点钻设备第一旋转轴到机床坐标系的旋转平移矩阵、第二旋转轴到第一旋转轴的旋转平移矩阵，且，
19、作为优选，所述的s5，具体包括：
20、(1)初始化种群：创建种群结构体数组group[m]，m为种群内个体数量，group[m]中的第i个个体group[i]中包括储存点胶贴合加工点序号、坐标、适应度、个体适应度占总适应度的比例、适应度累计比例的信息变量的空间，group[i]通过随机数生成法获取；
21、(2)适应度计算：计算点胶过程的适应度fit(glue)；
22、(3)搜索选择：对所有变异后的子代个体进行搜索，通过轮盘赌选择法选择时间适应度最大者为最优个体并更新最优个体，供下一步繁殖操作；
23、(4)繁殖：进行交叉操作，将种群中所有个体作为父代两两随机配对，以概率pcross进行交叉，每对父代个体均得到两个子代个体，然后是对每个子代按变异概率pm进行变异操作；
24、(5)终止条件判断：若达到最大繁衍代数，则输出点胶顺序的最优解；
25、(6)对点钻顺序按照步骤(1)至(4)进行求解，获取电钻过程的适应度fit(mount)，并在求解过程中取点胶顺序最优解的最后一个加工点绑定为点钻顺序的起点，最终输出点钻顺序的最优解。
26、作为优选，所述的s5还包括：
27、分别对点胶加工工序与点钻加工工序的路径根据不同的适应度函数进行并行优化求解，取适应度函数fit(*)分别为点胶与点钻过程中的理论加工运行时间的倒数，则有，时间越短，适应度越大。
28、作为优选，所述点胶过程适应度函数为fit(glue)＝1/tglue，所述点钻过程适应度函数为fit(mount)＝1/tmount。
29、第二方面，本申请提供了一种基于三维识别的自动点胶点钻控制系统，适用于如上所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，该种基于三维识别的自动点胶点钻控制系统包括：
30、三维构建模块，用于获取待点胶点钻加工的饰品工件尺寸数据，并基于饰品工件的尺寸数据，建立待点胶点钻加工的饰品三维模型；
31、三维识别模块，用于从饰品三维模型上识别预设待加工点；
32、标定模块，用于获取预设待加工点基于点胶点钻设备坐标系的加工坐标；
33、路径优化模块，用于基于遗传算法获取加工时间优化方法，包括建立点胶过程和点钻过程的适应度函数，和基于所述适应度函数对点胶和点钻的加工点位顺序进行加工路径优化。
34、有益效果：本申请的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法及系统，通过获取待点胶点钻加工的饰品工件尺寸数据，基于饰品工件尺寸数据构建饰品三维模型，在待点胶点钻加工的饰品三维模型上识别预设待加工点，然后进行基于点胶点钻设备坐标系的加工坐标转化，提高点胶点钻控制过程的精细度，且不需要人工示教，避免传统人工示教占用时间长的缺陷。进一步，对加工路径提出基于改进的遗传算法的路径优化，提高了自动点胶点钻设备的加工效率，进而提高饰品加工行业的生产力。
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【技术保护点】
1.一种基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述的建立待点胶点钻加工的饰品三维模型，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述预处理操作包括点云滤波、点云精简和点云拼接。
4.根据权利要求1所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述的在所述饰品三维模型上识别预设待加工点，具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述的获取预设待加工点基于点胶点钻设备坐标系的加工坐标，具体包括：
6.根据权利要求1所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述的S5，具体包括：
7.根据权利要求6所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述的S5还包括：
8.根据权利要求7所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述点胶过程适应度函数为Fit(Glue)＝1/TGlue，所述点钻过程适应度函数为Fit(Mount)＝1/TMount。
9.一种基于三维识别的自动点胶点钻控制系统，适用于如权利要求1-7任意一项所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，该种基于三维识别的自动点胶点钻控制系统包括：
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【技术特征摘要】
1.一种基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述的建立待点胶点钻加工的饰品三维模型，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述预处理操作包括点云滤波、点云精简和点云拼接。
4.根据权利要求1所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述的在所述饰品三维模型上识别预设待加工点，具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于三维识别的自动点胶点钻控制方法，其特征在于，所述的获取预设待加工点基于点胶点钻设备坐标系的加工坐...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘澳，张建瓴，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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