[發(fā)明專利]融合視覺深度分析的智能免人工示教打磨拋光方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112757057A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉飛;劉康康;王龍祥
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢海默機器人有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B51/00
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 劉寧

本發(fā)明涉及智能打磨拋光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及融合視覺深度分析的智能免人工示教打磨拋光方法及系統(tǒng)，包括如下步驟：S1、機械臂移動深度相機從多角度對加工場景及目標加工件拍攝獲取三維空間信息；S2、利用環(huán)境的三維空間信息數(shù)據(jù)，進行機器人運動的范圍模擬測試，對機器人空間運動軌跡安全驗證，用于主動避障；S3、提取后的工件模型與加工件設(shè)計的數(shù)模進行比對分析，識別出的差異部分，自主規(guī)劃作業(yè)軌跡及自動編寫機器人執(zhí)行程序；S4、合理性驗證，驗證失敗則重新規(guī)劃運動作業(yè)軌跡。本發(fā)明能夠自適應(yīng)各種不同的打磨、拋磨對象，無需人為干預(yù)或編程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能打磨拋光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及融合視覺深度分析的智能免人工示教打磨拋光方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鑄造、沖壓、切割、注塑等生產(chǎn)行業(yè)中，如汽車發(fā)動機缸體的半成品均可能存在毛刺、飛邊、粗糙等問題。半成品加工過程中還存在采用人工打磨情況，不僅加工效率低，且在生產(chǎn)過程中對人體的健康造成危害，并易出現(xiàn)表面打磨質(zhì)量穩(wěn)定性差，返工或廢品率較高的現(xiàn)象，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。而傳統(tǒng)工業(yè)機器人示教技術(shù)無法適應(yīng)生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)周期短、工藝變化快、產(chǎn)品系列多的特點，因此加工行業(yè)尤其是金屬、塑料制品打磨、拋光急需一種具備易于操作、速度快、實時性高、高精密加工、可靠性強、適用范圍廣的新型打磨拋磨機器人解決方案。在這樣的形勢下，融合視覺深度分析的智能免人工示教打磨拋光機器人方法及系統(tǒng)的出現(xiàn)，很好地解決了加工工廠的金屬、塑料等制品打磨出現(xiàn)的以上種種問題。為此，我們提出融合視覺深度分析的智能免人工示教打磨拋光方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了融合視覺深度分析的智能免人工示教打磨拋光方法及系統(tǒng)，能夠自適應(yīng)各種不同的打磨、拋磨對象，無需人為干預(yù)或編程。解決人眼難以察覺的工件毛刺、飛邊等不完善的地方，解決人工操作難、效率低下、容易誤操作導(dǎo)致新的缺陷等問題；傳統(tǒng)的機器人示教過程繁瑣、耗時長等問題；從而能大幅度提高產(chǎn)品加工精度、產(chǎn)品優(yōu)品率及加工效率。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：融合視覺深度分析的智能免人工示教打磨拋光方法及系統(tǒng)，包括如下步驟：

S1、機械臂移動深度相機從多角度對加工場景及目標加工件拍攝，通過三維實景還原技術(shù)在數(shù)字世界中還原工作場景，將三維空間信息發(fā)送給機器人進行主動避障，提取加工件三維模型；

S2、利用環(huán)境的三維空間信息數(shù)據(jù)，進行機器人運動的范圍模擬測試，對機器人空間運動軌跡安全驗證，用于主動避障；

S3、提取后的工件模型與加工件設(shè)計的數(shù)模進行比對分析，識別出的差異部分即為需加工作業(yè)部分，提取出該部分的空間坐標位置，計算出該加工件需要執(zhí)行打磨拋光的所有空間點位置及法線方向，通過機器人運動學(xué)、軌跡規(guī)劃算法，結(jié)合三維空間運動軌跡安全信息自主規(guī)劃作業(yè)軌跡及自動編寫機器人執(zhí)行程序；

S4、自主規(guī)劃作業(yè)軌跡及自動編寫機器人執(zhí)行程序完成后，由安全監(jiān)控系統(tǒng)進行運動作業(yè)軌跡模擬測試合理性驗證通過后，機械臂自動執(zhí)行加工作業(yè)；合理性驗證如果失敗，則重新規(guī)劃運動作業(yè)軌跡。

優(yōu)選的，所述步驟S1中深度相機與機器人采用眼在手上安裝方式，初次安裝、硬件變動、發(fā)生碰撞的情況需與機械臂本體進行手眼標定。

優(yōu)選的，所述步驟S1中深度相機初次拍攝后，獲取的初始環(huán)境數(shù)據(jù)信息發(fā)送給安全監(jiān)控系統(tǒng)；由安全監(jiān)控系統(tǒng)進行機器人初始運動的三維空間主動避障模擬測試，優(yōu)化移動采集數(shù)據(jù)中機械臂的運動軌跡。

優(yōu)選的，所述步驟S2中通過機器人運動學(xué)、軌跡規(guī)劃算法，進行碰撞檢測和軌跡合理性驗證。

優(yōu)選的，所述步驟S3中根據(jù)打磨拋光要求精度、材質(zhì)大小、打磨工藝，設(shè)置打磨行進速度、力度、角度、間距。