[發明專利]基于3D視覺相機的工件打磨系統及方法

在審

• 申請號: 202011137657.4
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112318320A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 薛義權;何艷兵;李志成;陳軍帥;羅家植;姚桂坪
• 申請（專利權）人: 廣州瑞松智能科技股份有限公司
• 主分類號: B24B27/00
• 分類號: B24B27/00;B24B27/02;B24B41/00;B24B49/12;B24B41/06;B23P23/04;B25J11/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 戴文儀

1.基于3D視覺相機的工件打磨系統，其特征在于：包括進料小車、出料小車、第一輸送導軌、第二輸送導軌、運輸機器人、打磨機器人、打磨平臺，所述進料小車放置在第一輸送導軌上，所述出料小車放置在第二輸送導軌上，所述第一輸送導軌在所述第二輸送導軌一側，所述運輸機器人、所述打磨機器人以及所述打磨平臺均放置在所述第一輸送導軌和所述第二輸送導軌之間，所述打磨機器人和所述運輸機器人放置在所述打磨平臺兩側，所述打磨機器人包括第一機器臂、打磨設備，所述打磨設備安裝在所述第一機器臂頂端，所述打磨設備上安裝有3D視覺相機，所述3D視覺相機與外部工控機連接，所述進料小車和所述出料小車的數量均為兩個；

待打磨工件放置在所述進料小車上，所述進料小車在所述第一輸送導軌上運動至所述運輸機器人位置處，所述運輸機器人抓取所述進料小車上的待打磨工件，并將待打磨工件放置在打磨平臺上，所述打磨機器人上的3D視覺相機對打磨平臺上待打磨工件進行3D采圖，得到待打磨工件對應的點云圖像，所述3D視覺相機將所述點云圖像發送至外部工控機進行輪廓提取處理，得到點云圖像輪廓數據，外部工控機將所述點云圖像輪廓數據與預設三維模板數據庫中的預設三維模板進行匹配，根據匹配到的預設三維模板中的輪廓軌跡點集計算出輪廓軌跡點集中每個輪廓軌跡點的空間坐標位置，當空間坐標位置在打磨機器人移動范圍內時，將所述輪廓軌跡點集中每個輪廓軌跡點的坐標作為打磨軌跡坐標，外部工控機將所述打磨軌跡坐標發送至打磨機器人，打磨機器人根據所述打磨軌跡坐標對待打磨工件進行打磨，運輸機器人將打磨好的待打磨工件抓取至所述出料小車上，所述出料小車在所述第二輸送導軌上將打磨好的待打磨工件運出。

2.如權利要求1所述的基于3D視覺相機的工件打磨系統，其特征在于：所述打磨設備包括支架、打磨機以及銑刀，所述支架固定在所述第一機器臂頂端，所述打磨機和所述銑刀分別固定在所述支架上，所述打磨機和所述銑刀位于所述支架兩側，所述3D視覺相機固定在所述打磨機的一側。

3.如權利要求2所述的基于3D視覺相機的工件打磨系統，其特征在于：所述打磨機和所述銑刀上均安裝有力覺傳感器。

4.如權利要求1所述的基于3D視覺相機的工件打磨系統，其特征在于：所述運輸機器人包括第二機器臂和機器人抓手，所述機器人抓手固定在所述第二機器臂的頂端。

5.如權利要求4所述的基于3D視覺相機的工件打磨系統，其特征在于：所述機器人抓手上設置有電磁鐵，所述電磁鐵用于吸取待打磨工件。

6.如權利要求5所述的基于3D視覺相機的工件打磨系統，其特征在于：所述3D視覺相機由若干環形設置的攝像頭組成。

7.如權利要求1所述的基于3D視覺相機的工件打磨系統，其特征在于：還包括打磨圍欄，在所述打磨平臺、所述運輸機器人以及所述打磨機器人外部設置一打磨圍欄，所述打磨平臺、所述運輸機器人以及所述打磨機器人均位于所述打磨圍欄內部。

8.基于3D視覺相機的工件打磨方法，所述方法應用于權利要求1-7中任意一項所述的基于3D視覺相機的工件打磨系統，其特征在于：包括以下步驟：

工件擺放，控制所述運輸機器人將進料小車上的待打磨工件抓取至打磨平臺上擺放；

采集圖像，3D視覺相機對打磨平臺上待打磨工件進行3D采圖，得到待打磨工件對應的點云圖像；

點云圖像輪廓提取，3D視覺相機將所述點云圖像發送至外部工控機進行輪廓提取處理，得到點云圖像輪廓數據；

模板匹配，將所述點云圖像輪廓數據與預設三維模板數據庫中的預設三維模板進行匹配；

生成打磨軌跡點坐標，根據匹配到的預設三維模板中的輪廓軌跡點集計算出輪廓軌跡點集中每個輪廓軌跡點的空間坐標位置，當空間坐標位置在打磨機器人移動范圍內時，將所述輪廓軌跡點集中每個輪廓軌跡點的坐標作為打磨軌跡坐標；

工件打磨，外部工控機將所述打磨軌跡坐標發送至打磨機器人，打磨機器人根據所述打磨軌跡坐標對待打磨工件進行打磨。