[发明专利]一种石材切割机器人自由排版切割方法

说明书

本发明公开了一种石材切割机器人自由排版切割方法，包括如下步骤：（1）图像采集与校正；（2）排版区域与初始点选择；（3）读取订单；（4）排版模式选择；（5）设置坏区；（6）排版方案优化；（7）排版结束；（8）石板贴标；（9）自动切割；（10）信息统计。本发明通过图像采集、校正、石板轮廓提取、视觉测量代替了人工测量石板的尺寸；用自由或自动排版算法代替人工排版，提高了排版效率和石材利用率；订单自动加载解析、排版、切割全过程自动记录取代了人工用纸笔记录，能实时查看订单完成情况、历史排版记录、切割石板数量、面积、总利用率等，生产过程可回溯；自动完成切割样板的贴标，便于仓储、运维管理。

技术领域

本发明涉及石材切割，确切地说是一种石材切割机器人自由排版切割方法。

背景技术

目前传统的石板切割是采用人工排版的方法，利用石材切割机切割石材之前，需要人工测量石材尺寸，然后根据实际加工要求，人工制定排版方案和切割方案，以满足形状和大小等的不同需求，保证整个石材的高利用率。在此过程中，费时费力，且精度较低、容易出现人为误差，从而使得排版和切割方案往往不能达到最优。

申请号：CN201610591893.0的中国发明专利，公开了一种基于机器视觉的智能石材切割方法，其可以在一定程度上提高精度，减小误差，但其存在以下技术问题：

（1）图像校正采用了大画幅的棋盘格标定板，大型标定板的制作很难保证高精度，制作成本高，安装难度大；

（2）在光线不足的环境中，或者石板与底台非常接近时，难以准确提取石板轮廓，使用轮廓修正，费时费力的同时，也无法完全保证轮廓提取精度；

（3）在加工现场有些加工订单比较特殊，或者石板的形状比较特别，使用自动排版算法无法满足排版要求；

（4）如果出现断电或死机等特殊情况，重新开机后，没有断点续切功能；

（5）没有对切割样板做标签，不利于后期的仓储和运维管理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种石材切割机器人自由排版切割方法，该方法可实现简便的高精度相机标定，自动、手动两种轮廓提取模式，自由、自动两种排版模式，样板标签打印，吸盘辅助全自动化切割以及断点续切功能，减少对人工的依赖，提高切割效率和石材利用率，节省人力。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种石材切割机器人自由排版切割方法，包括如下步骤：

（1）图像采集与校正：在线下完成镜头的畸变校正，在现场的工作底台上黏贴若干标志点，使用切割机器人标定标志点的坐标，控制切割机器人运动到预定的位置拍照，提取标志点图像坐标，完成切割平台的测量参数计算，控制切割机器人到达预先设定的拍照位置，利用相机获取石板图像，对原始图像进行校正，计算正视图，提取石板轮廓，在线实时完成石板的测量和定位；

（2）排版区域与初始点选择：根据石板轮廓确定排版范围和排版起始点，轮廓提取具有自动轮廓提取和手动轮廓提取两种模式，当无法正常提取石板轮廓时，可在图像上沿石板轮廓顺时针或逆时针手动选取若干点，由若干点组成的多边形即为石板轮廓；

（3）读取订单：读取待加工的订单，完成订单解析，按照石板材料、安装位置、规格尺寸、石板厚度信息进行分类和排序；

（4）排版模式选择：选择横向排版或纵向排版；

（5）设置坏区：若石料有不可用区域便可设置新建该区域为条块坏区，排版时自动跳过；

（6）排版方案优化：比较当前排版结果是否优于前一次排版结果，记录最优的排版结果，返回步骤二执行；

（7）排版结束：排版方案遍历完毕，获取最终排版结果，排版结束；