[发明专利]一种基于复合视觉的平板坡口智能切割系统及方法

权利要求书

1.一种基于复合视觉的平板坡口智能切割系统，其特征在于，包括人机交互单元、总体控制系统、与总体控制系统连接的复合视觉组合、关节臂机器人本体、与关节臂机器人本体连接的端拾器及割枪；

所述复合视觉组合包括深度相机、灰度相机和结构光视觉传感器；

所述总体控制系统包括存储模块、复合视觉控制处理模块、轨迹规划模块、运动控制模块和设备控制模块；

所述存储模块用于存储所有待切零件的3D模型数据和切割工艺数据；

所述复合视觉控制处理模块包括3D视觉控制处理模块、2D视觉控制处理模块和结构光视觉控制处理模块；

所述3D视觉控制处理模块用于控制深度相机采集获取目标零件的3D点云信息，并进行处理，以识别目标零件的类型及位置，并为关节臂机器人本体带动端拾器抓取目标零件提供依据；

所述2D视觉控制处理模块用于控制灰度相机采集获取切割工作台上的目标零件的2D数据信息，并进行处理，以对切割工作台上的目标零件进行精确的位姿修正；

所述结构光视觉控制处理模块用于控制结构光视觉传感器对目标零件轮廓进行精确测量，以实现对下料切割外形尺寸偏差、角度偏差或切割边缘熔边、产生圆角导致的偏差进行精确纠正；

所述轨迹规划模块用于根据存储模块和复合视觉控制处理模块提供的信息对切割轨迹进行自动规划；

所述运动控制模块用于根据存储模块、复合视觉控制处理模块和轨迹规划模块提供的信息，控制关节臂机器人本体带动割枪运行；

所述设备控制模块用于控制所有设备的开关及参数设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于复合视觉的平板坡口智能切割系统，其特征在于：所述目标零件上均设有唯一的二维码；所述关节臂本体还连接二维码扫描装置；所述总体控制系统中还包括二维码扫描处理模块，用于控制二维码扫描装置扫描二维码获取数据并进行处理，以识别目标零件的类型；所述3D视觉控制处理模块与二维码扫描处理模块连接，为二维码扫描处理装置提供目标零件上二维码的所在位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于复合视觉的平板坡口智能切割系统，其特征在于：所述运动控制模块与关节臂机器人本体之间还连接有关节臂机器人控制器；所述运动控制模块通过所述关节臂机器人控制器控制关节臂机器人本体运动。

4.一种根据权利要求3所述的基于复合视觉的平板坡口智能切割系统的切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将所有待切零件的3D模型数据和切割工艺数据预先导入至存储模块中；

S2，3D视觉控制处理模块控制深度相机对目标零件拍照进行3D点云采集，将获取的数据进行预处理、关键信息提取、分析后，得到目标零件的摆放位姿及边缘信息；通过与预存的3D模型数据进行匹配后识别出目标零件的类型及位置，并计算出目标零件的重心及抓取位置；

S3，轨迹规划模块根据S2中得到的信息自动生成目标零件的抓取位置及搬运路径，自主生成抓取及搬运程序；

S4，运动控制模块通过关节臂机器人控制器控制关节臂机器人本体带动端拾器抓取目标零件，将其搬运至切割工作台上；

S5，2D视觉控制处理模块控制灰度相机对目标零件拍照进行2D数据采集，将获取的2D数据进行预处理、关键信息提取和分析后，得到目标零件在切割工作台上相对精确的摆放位姿及边缘信息；

S6，结构光视觉控制处理模块控制结构光视觉传感器对目标零件的外轮廓进行精确测量，获得目标零件切割起始点、切割终止点及切割路径点的实际位置坐标；

S7，轨迹规划模块读取存储模块中的3D模型数据，并对其进行解析，获取目标零件的理论数据；

S8，轨迹规划模块根据S2、S5和S6中得到的目标零件的实际数据，对S7中的理论数据进行匹配校正；融合存储模块中的切割工艺数据，自动生成切割路径，自主生成切割程序；

S9，设备控制模块启动切割电源；

S10，运动控制模块根据S1、S6和S8提供的信息，通过关节臂机器人控制器控制关节臂机器人本体带动割枪按照切割所需的姿态、轨迹和速度对目标零件进行坡口切割。