[发明专利]一种基于图像对比的示教、加工方法

权利要求书

1.一种基于图像对比的示教方法，其特征在于：

包括如下步骤：

步骤a)装备示教加工设备、具有示教工作坐标系的示教系统设备、设在示教系统设备旁侧的示教机器人，所述示教系统设备包括在示教工作坐标系内移动的示教视觉感应模块，示教视觉感应模块的旁侧设有示教工作台面，示教工作台面的旁侧和/或示教工作台面的上方设有用于构建示教工作坐标系的、录入示教视觉感应模块的行走轨迹的带有示教构建摄像头的示教构建模块，示教视觉感应模块上设有示教姿态传感器、示教给定摄像头；示教构建摄像头为双目摄像头或多目摄像头；示教给定摄像头为双目摄像头或多目摄像头；

将工件放置在示教工作台面上，将示教视觉感应模块与示教加工设备固定连接在一起；

步骤b)启动示教构建模块、示教姿态传感器、示教给定摄像头，让操作人员手持示教加工设备对工件进行加工，让示教构建模块的示教构建摄像头录入示教视觉感应模块在示教工作坐标系内的轨迹，从而形成包含多个轨迹点的轨迹数据，让示教给定摄像头对工件进行拍照形成给定图像数据，让示教姿态传感器感知示教视觉感应模块的姿态形成姿态数据，将带有给定图像数据、姿态数据的轨迹数据送至编程系统，从而形成对比数据集，所述对比数据集让轨迹数据的轨迹点作为母数据，而每个母数据均对应一组子数据，所述子数据包含有示教视觉感应模块在每个轨迹点的位置时的给定图像数据、姿态数据；

步骤c)将带有示教视觉感应模块的示教加工设备与示教机器人连接，用轨迹数据来引导示教机器人带动示教视觉感应模块依次经过所有的母数据所确定的实际空间点，示教视觉感应模块到达每个母数据的位置时的姿态调整成给定姿态，所述给定姿态均根据该母数据对应的子数据的姿态数据进行设置，相邻的两个母数据分别称为母数据M、母数据N，在示教视觉感应模块从母数据M的位置到母数据N的位置前，让示教给定摄像头对工件进行图像拍摄形成当前图像数据，同时让将当前图像数据与母数据M对应的子数据中的给定图像数据进行图像对比得出给定图像偏差，并根据给定图像偏差和示教姿态偏差来驱动机器人来调节示教视觉感应模块相对于工件的位置，最终让当前图像数据与母数据M对应的子数据中的给定图像数据的给定图像对比偏差在公差范围内，然后记录当前示教机器人的机器人位姿数据，当前示教机器人的机器人位姿数据称为机器人基础数据；将所有的机器人基础数据整合形成加工轨迹数据；

步骤c)中，示教机器人带动示教视觉感应模块从母数据M的位置到母数据N前的过程，示教视觉感应模块的位置变化过程是这样的：

过程a)当前示教视觉感应模块所在的位置为P，获取在P的当前图像数据并与母数据M对应的子数据中的给定图像数据进行对比生成给定图像偏差，执行过程b)；

过程b)对给定图像偏差进行判断，若给定图像偏差超出公差范围，执行过程c)；若给定图像偏差在公差范围内，记录当前示教机器人的机器人位姿数据，驱动示教机器人带动示教视觉感应模块向母数据N确定的位置移动；

过程c)根据给定图像偏差来让示教机器人带动示教视觉感应模块进行位置和/或姿态的调整，然后执行过程a)；

还包括设在步骤a)后的步骤a1)、在步骤b)后且在步骤a1)后的步骤b1)，在步骤c)前且在步骤b1)后的步骤c1)；

步骤a1)将固定有示教系统设备的示教加工设备作为建模设备，将示教机器人作为调教机器人，将建模设备安装在调教机器人上，在工件的周围设置若干个约束点，让调教机器人带动建模设备基于调教机器人的机器人坐标，让建模设备以指定路径、指定姿态地依次经过上述若干个约束点，并对工件进行拍摄，使得指定路径的每个轨迹点均带有姿态信息、图像信息的立体基础数据，整合所有的立体基础数据，从而生成工件的实物立体模型；

步骤b1)将所有的母数据和/或子数据中的姿态数据点/线化地可视化地与实物立体模型共同呈现，被可视化的母数据和/或子数据称为模拟数据，调整部分模拟数据和/或增减模拟数据；

步骤c1)让调教机器人带动建模设备以调教机器人的机器人坐标经过模拟数据所确定的实际的空间点，所述的实际的空间点称为模拟点，建模设备在每个模拟点上的姿态均由模拟数据所确定，从而重新生成示教工作坐标系内的母数据、母数据对应的子数据。