[發明專利]一種基于幾何特征識別的數字化劃線方法、系統及裝置

在審

• 申請號: 202110791882.8
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113427488A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 要義勇;苗雨晨;趙麗萍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00;B25H7/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種基于幾何特征識別的數字化劃線方法、系統及裝置，方法包括：接收測量待劃線工件得到的三維信息，根據接收的三維信息構建待劃線工件的三維模型，對構建的三維模型中所包含的數據關系進行處理，得到劃線工序中所需的最優加工余量，結合機器人運動學和動力學原理，對得到的最優加工余量進行處理，得到機器人所需要的運動參數，發送所得到的運動參數給機器人控制器，以驅動機器人完成劃線運動。本發明實施例可以實現了機械自動化、數字化的劃線操作，可以減輕人員的體力勞動負荷、提高劃線操作的工作效率、避免如人員操作方法失誤或力量控制等問題導致的錯誤劃線。

技術領域

本發明屬于機械加工工藝技術領域，涉及光學幾何測量、機器人運動控制等技術，尤其是一種基于幾何特征識別的數字化劃線方法、系統及裝置。

背景技術

劃線是機械加工中的一道重要工序，廣泛用于單件或小批量生產。在鑄造企業，對新模具首件進行劃線檢測，可以及時發現鑄件尺寸形狀上存在的問題，避免產生批量不合格造成的損失。當前，劃線工序多數存在于自動化程度較低的機械加工工藝中，由鉗工借助工具手工完成，所劃參考線效果的好壞與鉗工的經驗技能水平關系密切，并由此造成生產效率提升困難。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種基于幾何特征識別的數字化劃線方法，能夠減輕制造業中人工勞動強度，減少因人工操作失誤造成的返工與產品報廢。幫助制造業傳統手工工藝實現數字化，使得傳統的鉗工工藝具備和自動化、智能化制造設備與系統協同生產的能力，并做好接入智能制造系統的準備。也為智能制造系統增加柔性較好的生產環節做好鋪墊。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種基于幾何特征識別的數字化劃線方法，包括：

接收測量待劃線工件得到的三維信息；

根據接收的三維信息構建待劃線工件的三維模型；

對構建的三維模型中所包含的數據關系進行處理，得到劃線工序中所需的最優加工余量；

結合機器人運動學和動力學原理，對得到的最優加工余量進行處理，得到機器人所需要的運動參數；

發送所得到的運動參數給機器人控制器，以驅動機器人完成劃線運動。

本發明進一步的改進在于：

測量待劃線工件的三維信息是通過攝像裝置進行測量，攝像裝置為環繞工作臺的攝像機陣列，多角度拍攝待劃線工件，同時采用基于位置的視覺伺服系統控制機器人劃線運動的精度。

三維模型中所有的數據關系，包含設定的工藝路線、加工設備的性能參數、最終成品的三維設計模型以及采集所得的待劃線工件的三維模型數據。

運動參數包含對機器人運動學和動力學原理進行分析得到的機器人劃針尖端需要經過的運動路徑以及劃針在各對應位置所需的取向和根據對最優加工余量進行處理得到的空間坐標序列。

空間坐標序列包含起始點、控制點、結束點以及運動的插補方法。

機器人控制器接收運動參數，對劃線機器人發送指令，完成劃線運動。

一種基于幾何特征識別的數字化劃線系統，包括：

接收模塊，所述接收模塊用于接收測量待劃線工件得到的三維信息；

構建模塊，所述構建模塊用于根據接收的三維信息構建待劃線工件的三維模型；

第一信息處理模塊，所述第一信息處理模塊用于對構建的三維模型中所包含的數據關系進行處理，得到劃線工序中所需的最優加工余量；

第二信息處理模塊，所述第二信息處理模塊用于結合機器人運動學和動力學原理，對得到的最優加工余量進行處理，得到機器人所需要的運動參數；