[发明专利]一种基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器视觉技术和机电控制技术领域，特别是涉及一种基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人。

背景技术

普通的人像或风景的平面雕刻作品是由艺术家手工制作而成的，作品的艺术风格与雕刻质量主要取决于制作师的技艺水平，劳动生产率低，成本价格高，而且某些特殊的制作技巧，难以被继承。随着市场需求的不断扩大以及现代科技的发展，越来越多的艺术品制作借助了现代化的设备。但是这些设备往往需要操作者输入AUTOCAD图像、艺术品模型数据、数控机床运动程序等相关信息，既耗费了相当的时间和技术人力，在操作上也有一定的难度，且主要适用于大规模的生产加工，无法替代手工雕刻艺术家实现个性化雕刻作品定制。

经对现有技术的检索发现，专利CN1409659A提出一种肖像漫画绘制机器人，通过矢量化算法和漫画处理算法将图像轨迹转化为机器人的运动指令具有一定的艺术性，但是其绘画风格仅有漫画风格，而且使用的串联结构的机器手在大载荷情况下的运行速度和控制精度远不如带并联机构的机器人，只能用于平面上的绘图，不能用于其它材料的雕刻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人，实现机器人根据人物或风景图像选择不同材料、艺术风格进行雕刻加工。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人，包括图像采集系统、艺术雕刻技术处理系统、控制系统和非对称结构5DOF混联雕刻机构，所述的图像采集系统包括相互连接的CCD摄像头和图像采集卡；所述的艺术雕刻技术处理系统包括含有艺术雕刻处理软件的PC机；所述的控制系统包括机器人运动控制卡和电控箱；所述的图像采集卡插入所述的PC机插槽，所述的CCD摄像头与所述的PC机相连；所述的机器人运动控制卡插入所述的PC机插槽，所述的电控箱与所述的PC机相连；所述的非对称结构5DOF混联雕刻机构与所述的电控箱相连；所述的非对称结构5DOF混联雕刻机构的末端操作器上装有刻刀，在刻刀下方放有与所述的电控箱相连的雕刻平台；所述的雕刻平台和非对称结构5DOF混联雕刻机构固定在工作台上。

所述的基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人的CCD摄像头通过视频传输线与所述的PC机相连。

所述的基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人的CCD摄像头为工业数码摄像头，并由三脚架固定。

所述的基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人的PC机的I/O口通过37针标准接插组件与所述的电控箱的第一I/O口相连；所述的PC机的串口通过9针接插件与所述的电控箱的第一串口相连。

所述的基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人的电控箱的第二I/O口通过37针标准接插组件与所述的非对称结构5DOF混联雕刻机构的I/O口相连；所述的电控箱的第二串口与所述的非对称结构5DOF混联雕刻机构的串口相连；所述的电控箱的第三串口与所述的雕刻平台的串口相连。

所述的基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人的非对称结构5DOF混联雕刻机构包括串联机构和并联机构；所述的串联机构包括依次连接的刻刀高度控制装置、刻刀旋转控制装置和刻刀角度控制装置；所述的并联机构包括三个底座、两个二连杆机构、一对滑动副和一个连接架；所述的滑动副由燕尾槽和嵌在所述燕尾槽中的滑块组成；所述的两个二连杆机构通过轴承与连接架相连；所述的连接架、滑块和高度控制套用螺栓连接；所述的三个底座分别与所述的两个二连杆机构和燕尾槽相连，并通过其内部的电机控制所述的两个二连杆机构和燕尾槽转动；所述的高度控制套下方依次连有转动控制套和Y型架。

所述的基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人的雕刻平台为钢制雕刻平台；所述的雕刻平台上装有X坐标滑动卡尺和Y坐标滑动卡尺。

所述的基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人的雕刻平台和非对称结构5DOF混联雕刻机构通过螺栓固定在工作台上。

所述的基于机器视觉的平面雕刻非对称5DOF混联机器人中的艺术雕刻处理软件根据CCD摄像头采集到的不同人物或风景图像选择相适应的材料和艺术风格进行雕刻加工。有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用计算机图像处理技术与机器人智能控制技术，可以实现机器人根据人物或风景图像选择不同材料、艺术风格进行雕刻加工。本发明工作速度较快，雕刻精细，实现了科技与艺术的完美结合。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是本发明的结构示意图；