【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及饰品镶石加工控制的，具体涉及一种基于三维识别的饰品镶石控制方法及系统。
技术介绍
1、镶石是饰品制造业中的一个重要环节，其制作工艺质量直接体现饰品工艺和欣赏艺术水平，是整件首饰款式给人美学感观的直接体现，所以镶石质量的好坏直接影响整件首饰的质量。
2、随着自动化程度的提高，自动镶石设备能够对饰品进行快速镶石，而且在进行一定的控制设计下，镶石质量结果比人工操作的镶石质量好，效率也是人工的3～4倍。
3、但一方面，当前市面上的自动镶石设备普遍采用人工定位针手动示教的方式生成加工路径，且由于机械安装的微小偏差，同一饰品在不同自动镶石设备上均需要重新示教，示教过程对设备的占用时间长，容易影响操作人员的视力，也严重降低了设备利用率，影响了设备的生产效益；另一方面，当前自动镶石设备的控制设计精细度低，不侧重于细节性的加工控制，镶石加工的加工路径准确度不高，而且对加工过程中出现的异常无法进行实时检测处理，生产稳定性较低。
技术实现思路
1、为解决当前饰品镶石加工控制中人工示教占用时间长，且控制精细度低，细节控制差的问题，本申请提出一种基于三维识别的饰品镶石控制方法及系统，减少人工示教过程占用时间，提高控制精细度，能做到对异常进行实时检测处理，提高了饰品镶石加工的生产稳定性。
2、为解决上述问题，本申请采用的技术方案为：
3、一种基于三维识别的饰品镶石控制方法，包括以下步骤：
4、s1:获取待镶石加工的饰品工件尺寸数据，基于
5、s2:从饰品三维模型上识别预设待加工点；
6、s3:获取预设待加工点基于镶石设备坐标系的加工坐标，根据预设待加工点基于镶石设备坐标系的加工坐标，进行预设待加工点的试加工；
7、s4:判断试加工是否有误，若是，确定有误的待加工点，虚拟嵌入辅助钻石，在有误的待加工点所在的三维模型中重新确定新的预设待加工点，返回步骤s2；否则，进入正式加工阶段，执行步骤s5；
8、s5:检测正式加工阶段是否存在加工异常，若是，根据异常结果，进行异常程度分级反馈；否则，持续检测。
9、优选地，建立待镶石加工的饰品三维模型的过程包括:
10、利用三维激光扫描技术扫描待镶石加工的饰品工件，获得饰品工件尺寸点云数据；
11、进行饰品工件尺寸点云数据预处理操作，获得预处理后的饰品工件尺寸点云数据；
12、利用预处理后的饰品工件尺寸点云数据，构建饰品三维模型。
13、优选地，所述的预处理操作包括：点云拼接、点云滤波及压缩。
14、优选地，从饰品三维模型上识别预设待加工点的过程包括：
15、利用canny边缘检测法识别待镶石加工的饰品工件上预留的镶石孔洞的边缘，利用曲面拟合法求解镶石孔洞的边缘坐标；所述预留的镶石孔洞视作预设待加工点；
16、在镶石孔洞的边缘设置采样点，用最小二乘拟合出预设待加工点的中心坐标。
17、优选地，获取预设待加工点基于镶石设备坐标系的加工坐标的过程包括：
18、获取安装待镶石加工的饰品工件的镶石设备双转台结构旋转中心坐标oa、oc、轴向量待镶石加工的饰品工件坐标系原点在镶石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，表达式为：
19、pm＝amtca(w-)
20、其中，tam、tca分别为镶石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，满足：
21、
22、
23、优选地，判断试加工是否有误的过程包括：
24、s41:镶石设备执行取钻操作；
25、s42:判断镶石设备已经镶石的吸嘴是否存在吸钻信号，若是，钻石未正确镶嵌进预设待加工点，预设待加工点的中心坐标有误；否则，返回步骤s41。
26、根据上述技术手段，若已经镶石的吸嘴仍存在吸钻信号，表示待镶钻石未能正确镶嵌进待镶石加工的饰品工件的待加工点的中心坐标中，预设待加工点的中心坐标有误，对待加工点进行校准，避免镶石加工发生加工点错误，提高了控制精细度。
27、优选地，在有误的待加工点所在的三维模型中重新确定新的预设待加工点的过程包括：
28、以虚拟嵌入辅助钻石的三维模型中辅助钻石的位置为标准位置，并以标准位置所在的三维模型作为样本，将同类型中心坐标有误的待加工点所在的三维模型与样本对比；
29、将中心坐标有误的待加工点所在的三维模型与样本中标准位置对应的位置，作为重新确定的新的待加工点，保证加工的准确性
30、优选地，根据异常结果，进行异常程度分级反馈的过程包括：
31、以重要性函数进行异常结果的重要程度分级，所述的重要性函数表达式为：
32、
33、其中，d表示镶石设备单位时间内亏损成本，b表示单位时间内人工排查成本，c表示器材耗费成本，a表示镶石设备正常工作时的单位产出，t表示排查异常结果所需要的时间，ux(t)表示为弥补排查异常结果所花费的成本，所需要镶石设备正常工作时间；
34、以第一分级阈值、第二分级阈值及第三分级阈值分别作为三级重要程度分级阈值界限，第一分级阈值、第二分级阈值及第三分级阈值的数值依次增大；
35、当ux(t)满足：ux(t)∈[第一分级阈值，第二分级阈值]时，异常程度分级为“提示”，镶石设备不停止自身运行流程，向用户输出提示信息；
36、当ux(t)满足：ux(t)∈(第二分级阈值，第三分级阈值]时，异常程度分级为“询问”，镶石设备在执行继续加工动作之前，向用户进行询问确认；
37、当ux(t)满足：ux(t)∈(第二分级阈值，+∞]时，异常程度分级为“警告”，镶石设备停止运行，并向用户发出警告信息。
38、一种基于三维识别的饰品镶石控制系统，所述控制系统用于实现所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，包括：
39、三维模型构建模块，用于获取待镶石加工的饰品工件尺寸数据，基于饰品工件尺寸数据，建立待镶石加工的饰品三维模型；
40、识别模块，用于从饰品三维模型上识别预设待加工点；
41、标定模块，用于获取预设待加工点基于镶石设备坐标系的加工坐标，根据预设待加工点基于镶石设备坐标系的加工坐标，进行预设待加工点的试加工；
42、校准模块，用于判断试加工是否有误，在试加工有误时，确定有误的待加工点，虚拟嵌入辅助钻石，在有误的待加工点所在的三维模型中重新确定新的预设待加工点，在试加工无误时，进入正式加工阶段；
43、异常检测与处理模块，用于检测正式加工阶段是否存在加工异常，并根据异常结果，进行异常程度分级反馈。
44、优选地，采用多线程技术保证异常检测与处理模块在正式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，建立待镶石加工的饰品三维模型的过程包括:
3.根据权利要求2所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，所述的预处理操作包括：点云拼接、点云滤波及压缩。
4.根据权利要求1所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，从饰品三维模型上识别预设待加工点的过程包括：
5.根据权利要求4所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，获取预设待加工点基于镶石设备坐标系的加工坐标的过程包括：
6.根据权利要求1所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，判断试加工是否有误的过程包括：
7.根据权利要求6所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，在有误的待加工点所在的三维模型中重新确定新的预设待加工点的过程包括：
8.根据权利要求7所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，根据异常结果，进行异常程度分级反馈的过程包括：
9.一种
10.根据权利要求9所述的饰品镶石控制系统，其特征在于，采用多线程技术保证异常检测与处理模块在正式加工阶段的检测实时性。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，建立待镶石加工的饰品三维模型的过程包括:
3.根据权利要求2所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，所述的预处理操作包括：点云拼接、点云滤波及压缩。
4.根据权利要求1所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，从饰品三维模型上识别预设待加工点的过程包括：
5.根据权利要求4所述的基于三维识别的饰品镶石控制方法，其特征在于，获取预设待加工点基于镶石设备坐标系的加工坐标的过程包括：
6.根据权利要求1所述的基于三维识...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘澳，张建瓴，李松，解宇，李锦华，王博，揭吉，陈柏新，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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