[發明專利]基于機器視覺的全自動打磨系統及全自動打磨方法

在審

• 申請號: 201910330543.2
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN109955122A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 郭杰;向守兵;胡明華;雷剛;陳昌海;陳亮;肖鐵忠;郭武士;韓凌峰;郭欣;彭林;王濤
• 申請（專利權）人: 四川工程職業技術學院
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B19/00;B24B41/06;B24B49/12;B24B51/00
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 胡小龍

本發明公開了本發明首先提出了一種基于機器視覺的全自動打磨系統，包括：工件裝夾平臺，用于裝夾定位待打磨工件；打磨裝置，包括安裝在所述工件裝夾平臺一側的工業機器人，工業機器人上安裝設有用于打磨所述待打磨工件的打磨執行裝置；機器視覺圖像系統，用于采集所述待打磨工件的待打磨面的圖像數據；上位機控制系統，所述上位機控制系統根據所述機器視覺圖像系統采集得到的所述待打磨面的圖像數據，建立所述待打磨面的三維模型，并得到所述待打磨面的打磨軌跡；機器人控制柜，所述機器人控制柜接收來自所述上位機控制系統的打磨控制指令，并控制所述工業機器人按照所述打磨軌跡執行打磨動作。本發明還公開了一種基于機器視覺的全自動打磨方法。

技術領域

本發明涉及機器視覺、自動控制及機器人自動打磨技術，具體是一種基于機器視覺的全自動打磨系統及全自動打磨方法。

背景技術

在現代化生產過程中，打磨和拋光是常見的加工工序。目前,很多工件的打磨和拋光工作都是由人工完成，人工打磨不僅效率低、打磨周期長、經濟性差、打磨質量難以保持一致性，不利于后續的精加工處理；而且由于打磨環境粉塵對人體有較大傷害，同時存在工人勞動強度大等問題，這些因素都不利于有效提高生產效率。

隨著工業機器人技術在現代化生產中的應用，其在打磨拋光領域的應用也日益深入。其中，用于規劃機器人運動軌跡的一種常見方法是人工示教，但人工示教周期長，軌跡規劃通常更加依賴操作人員經驗，在軌跡的優化和工作節拍的處理方面比較難以達到最佳狀態。尤其是當加工工件差異性大、型線復雜、弧度變化時，需要頻繁示教，通用性較差，頻繁停機進行示教也不利于提高整體加工的自動化程度。

機器視覺在圖像識別和定位方面扮演著越來越重要的角色。機器視覺的應用目前主要表現在引導和定位、外觀檢測、高精度檢測和產品溯源等方面。在國內，通過圖像空間的路徑規劃和基于圖像的控制方法，主要應用于焊接機器人對焊縫的跟蹤，在機器人打磨領域應用還比較有限，而且相關技術的應用對操作人員要求較高，推廣起來比較困難。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于機器視覺的全自動打磨系統及全自動打磨方法，具有集成度高、操作容易、方便高效、經濟實用、智能化程度高和打磨質量穩定且可靠的優點。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明首先提出了一種基于機器視覺的全自動打磨系統，包括：

工件裝夾平臺，用于裝夾定位待打磨工件；

打磨裝置，包括安裝在所述工件裝夾平臺一側的工業機器人，所述工業機器人上安裝設有用于打磨所述待打磨工件的打磨執行裝置；

機器視覺圖像系統，用于采集所述待打磨工件的待打磨面的圖像數據；

上位機控制系統，所述上位機控制系統根據所述機器視覺圖像系統采集得到的所述待打磨面的圖像數據，建立所述待打磨面的三維模型，并得到所述待打磨面的打磨軌跡；

機器人控制柜，所述機器人控制柜接收來自所述上位機控制系統的打磨控制指令，并控制所述工業機器人按照所述打磨軌跡執行打磨動作。

進一步，所述打磨執行裝置包括電主軸；

還包括電氣控制柜，所述電氣控制器內設有PLC控制器和用于控制所述電主軸的變頻器，所述PLC控制器根據所述上位機控制系統的控制指令通過所述變頻器控制所述電主軸動作。

進一步，所述打磨執行裝置還包括用于控制所述電主軸沿其軸向方向移動的恒力浮動控制機構、用于檢測所述電主軸移動距離的位移傳感器和用于檢測所述電主軸運動姿態的姿態傳感器；

所述位移傳感器以所述電主軸的軸線為中心環形均布設置為多個，所述上位機控制系統根據所述位移傳感器檢測得到的所述電主軸的浮動位移數據判斷安裝在所述電主軸上的打磨工具的磨損情況。