[发明专利]基于三维视觉的机器人涂胶轨迹自动生产方法

说明书

本发明公开了一种基于三维视觉的机器人涂胶轨迹自动生产方法，先采用三维相机对需要设置轨迹的待涂胶产品进行三维点云的采集；然后通过参数及对应的一系列计算对采集的数据进行处理，完成待涂胶产品轮廓的识别；最后通过对应待涂胶产品的涂胶工艺要求的轨迹姿态设置来自动计算出机器人涂胶点位以及每个点对应的姿态。本发明对比人工示教机器人涂胶轨迹的方法更节约人工成本，缩短整体生成周期、提高生产效率需求，工艺变更快捷方便。由于不需要人工示教机器人涂胶轨迹，节省了生产前期的准备时间。

技术领域

本发明涉及一种机器人工业自动化轨迹示教方法，具体说是一种基于三维视觉的机器人涂胶轨迹自动生产方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高以及人民审美的与时俱进，制鞋行业产品的更新换代速度日益提高。舒适、美观、不同适用性的客户需求千差万别以及市场竞争全球化，致使开发周期以及供货周期不断缩短。制鞋行业的客户会根据季节、市场审美风向、材料的更新换代等进行订单的更新和增加，且要求供货周期短从而抢占市场先机。因此制鞋行业需要保证更换生产产品的速度快，生产效率高，产能大，但人力成本的增加以及长时间工作致使工人的工作效率下降，促使传统制鞋行业进行自动化升级以适应当前的环境。

目前，实现鞋子打底涂胶自动化的处理方法为：在自动化生产线中的涂胶工位采用人工示教机器人涂胶轨迹的方法来完成该工位涂胶轨迹的设置，但鞋子品牌和款式繁多，因此该方法适应性很差。每一款鞋子都需要暂停自动化生产线来示教机器人以设置该款鞋子的所有尺码及其对应的左右脚，这种方法极其耗费时间和人力，因此该种方法无法满足制鞋行业对高产能、高生产效率、生产周期短的要求。除此之外，该方法对鞋子摆放的位置要求极高，因为机器人运动的轨迹是固定的无法针对每次鞋子的摆放位置做自适应，从而无法适应鞋子摆放位置出现偏差的情况。该问题很容易导致鞋子摆放位置不准而造成涂胶偏离的情况。另外，在其他产品生产中，机器人自动涂胶生产方法也是常见的工艺。因此解决机器人涂胶轨迹自动生产方法

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，提出了一种基于三维视觉的机器人涂胶轨迹自动生产方法，可以实现免机器人示教并实时计算打底涂胶轨迹。

本发明方法的基本技术思路：先采用三维相机对需要设置轨迹的待涂胶产品进行三维点云的采集；然后通过参数及对应的一系列计算对采集的数据进行处理，完成该待涂胶产品轮廓的识别；最后通过对应该待涂胶产品的涂胶工艺要求的轨迹姿态设置来自动计算出机器人涂胶点位以及每个点对应的姿态；在自动化生产过程中，通过工控机与机器人的通信，工控机将机器人涂胶点位以及每个点对应的姿态发送至机器人，机器人通过接收到的涂胶点位以及每个点对应的姿态完成待涂胶产品涂胶。

本发明基于三维视觉的机器人涂胶轨迹自动生产方法，其步骤如下：

步骤1.使用三维相机获取工位上的待涂胶产品的实时三维点云模型数据。

步骤2.调试并设置三维图像处理的参数并根据设置的参数对三维点云模型数据进行噪声处理、点云裁剪和过滤。

调试并设置三维图像处理的参数并根据设置的参数对三维点云模型数据进行噪声处理、点云裁剪和过滤不需要的点云数据。该步骤需要调整三维相机的曝光时间、置信度等参数。

降噪:通过统计学滤波，在规定邻域范围内去除邻域个数小于所设阈值的点等方法去除噪声点云。

点云剪裁:出于减少不必要环境物体的点云从而降低计算量和提升整体效率，将工作区域外的点云即其对应二维图像的内容去除。

过滤:由于点云数据信息中包含每个点的法向量信息，且该项目只关注待涂胶产品轮廓，保留点的法向量与竖直向量的角度小于所设阈值的点，进一步减少点云量来降低计算量和提升整体效率。

步骤3.提取并计算所需的待涂胶产品轮廓数据Up,Un,Ut,Ur