[发明专利]一种基于几何特征识别的数字化划线方法、系统及装置

说明书

本发明公开了一种基于几何特征识别的数字化划线方法、系统及装置，方法包括：接收测量待划线工件得到的三维信息，根据接收的三维信息构建待划线工件的三维模型，对构建的三维模型中所包含的数据关系进行处理，得到划线工序中所需的最优加工余量，结合机器人运动学和动力学原理，对得到的最优加工余量进行处理，得到机器人所需要的运动参数，发送所得到的运动参数给机器人控制器，以驱动机器人完成划线运动。本发明实施例可以实现了机械自动化、数字化的划线操作，可以减轻人员的体力劳动负荷、提高划线操作的工作效率、避免如人员操作方法失误或力量控制等问题导致的错误划线。

技术领域

本发明属于机械加工工艺技术领域，涉及光学几何测量、机器人运动控制等技术，尤其是一种基于几何特征识别的数字化划线方法、系统及装置。

背景技术

划线是机械加工中的一道重要工序，广泛用于单件或小批量生产。在铸造企业，对新模具首件进行划线检测，可以及时发现铸件尺寸形状上存在的问题，避免产生批量不合格造成的损失。当前，划线工序多数存在于自动化程度较低的机械加工工艺中，由钳工借助工具手工完成，所划参考线效果的好坏与钳工的经验技能水平关系密切，并由此造成生产效率提升困难。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于几何特征识别的数字化划线方法，能够减轻制造业中人工劳动强度，减少因人工操作失误造成的返工与产品报废。帮助制造业传统手工工艺实现数字化，使得传统的钳工工艺具备和自动化、智能化制造设备与系统协同生产的能力，并做好接入智能制造系统的准备。也为智能制造系统增加柔性较好的生产环节做好铺垫。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于几何特征识别的数字化划线方法，包括：

接收测量待划线工件得到的三维信息；

根据接收的三维信息构建待划线工件的三维模型；

对构建的三维模型中所包含的数据关系进行处理，得到划线工序中所需的最优加工余量；

结合机器人运动学和动力学原理，对得到的最优加工余量进行处理，得到机器人所需要的运动参数；

发送所得到的运动参数给机器人控制器，以驱动机器人完成划线运动。

本发明进一步的改进在于：

测量待划线工件的三维信息是通过摄像装置进行测量，摄像装置为环绕工作台的摄像机阵列，多角度拍摄待划线工件，同时采用基于位置的视觉伺服系统控制机器人划线运动的精度。

三维模型中所有的数据关系，包含设定的工艺路线、加工设备的性能参数、最终成品的三维设计模型以及采集所得的待划线工件的三维模型数据。

运动参数包含对机器人运动学和动力学原理进行分析得到的机器人划针尖端需要经过的运动路径以及划针在各对应位置所需的取向和根据对最优加工余量进行处理得到的空间坐标序列。

空间坐标序列包含起始点、控制点、结束点以及运动的插补方法。

机器人控制器接收运动参数，对划线机器人发送指令，完成划线运动。

一种基于几何特征识别的数字化划线系统，包括：

接收模块，所述接收模块用于接收测量待划线工件得到的三维信息；

构建模块，所述构建模块用于根据接收的三维信息构建待划线工件的三维模型；

第一信息处理模块，所述第一信息处理模块用于对构建的三维模型中所包含的数据关系进行处理，得到划线工序中所需的最优加工余量；

第二信息处理模块，所述第二信息处理模块用于结合机器人运动学和动力学原理，对得到的最优加工余量进行处理，得到机器人所需要的运动参数；