CN107976201A - 一种基于面阵3d相机自动生成加工路径的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，其特征在于，包括如下步骤：先采用面阵3D相机拍摄工件：将待加工的工件放置在生产设备上，输送装置将工件通过面阵3D相机拍摄范围，面阵3D相机对工件进行拍照；再进行3D建模：通过PC将面阵3D相机拍摄到的工件进行3D建模复原，获取图像数据；然后通过路径规划软件计算路径，得出加工路径数据；最后将加工路径数据送至PC机。PC机的网络口或USB口将加工数据送至设备上的加工机构，对待加工的工件进行加工。生产效率高，加工产品的质量也高。
Description
技术领域
本发明涉及鞋业产品加工技术，具体涉及一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法。
背景技术
鞋业加工目前普遍采用自动化制鞋，而在自动化制鞋工序中由于工件因规格及输送而导致参数不同，所以通过识别再给出机器人加工路径的自动生成是关键技术，通过加工路径数据采集命令自动化设备执行加工工作，因此加工轨迹生成的好坏一定程度上直接影响加工工件的质量。传统的鞋业加工工序多是采用人工加工的方式，不仅效率低、精度无法保证，而且操作复杂，生产产品单一，产品质量不稳定，不能满足现代社会和工业对鞋业自动化的要求。
现有的一种用于鞋业喷胶轨迹生成系统，包括机架、安装机架工作台上的输送带，以及安装于机架上的照相机单元和机械手，照相机单元包括一镭射和两工业照相机，两工业照相机分别位于镭射的两侧，照相机单元固定安装于输送带的正上方，照相机单元将采集的数据通过图像采集卡接入PC机，由PC机中的图像处理软件对采集的数据进行分析处理并生成鞋大底的三维模型及机械手运行的喷胶轨迹线，PC 机将需要喷胶的喷胶轨迹线命令送至机械手，由机械手执行喷胶工序。上述方法采用双相机拍摄，缺点是拍摄速度慢，只能静态拍摄，要在加工过程中一边拍摄，一边计算加工路径后，再输出给加工设备进行控制工作，加工效率低。
另一种是鞋业喷胶轨迹生成系统是采用红外线激光扫描仪，得到Y 轴和Z 轴方向的鞋底定位数据参数，通过输送带上驱动电机的转速得出鞋底X 轴方向的移动定位数据参数，然后通过控制器计算得出该鞋底的3D 喷胶轨迹，控制器再通过喷胶机器人实现鞋底的喷胶作业。该种鞋底定位及喷胶装置可以实现一定程度的自动化喷胶生产，但是它还存在的一定的不足和缺点：首先，需要先进行精确定位，根据驱动电机提供X轴方向的移动定位数据与红外线激光扫描仪的扫描的Y 轴和Z 轴的参数，进行拼合最后形成命令输送给喷胶机器人，这种拼合计算，容易形成误差，并且生产效率较低。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，可以提高加工效率及价格精度。
提供一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，包括如下步骤：
（1）采用面阵3D相机拍摄工件：将待加工的工件放置在生产设备上，输送装置将工件通过面阵3D相机拍摄范围，面阵3D相机对工件进行拍照，可一次拍一个面，不需要拼合，也可以静态拍摄，也可以动态拍摄；
（2）3D建模：通过PC将面阵3D相机拍摄到的工件进行3D建模复原，获取图像数据；
（3）路径规划软件计算路径：相机路径规划软件根据预先设定的算法对面阵3D相机拍摄的模型进行图像数据分析、路径计算，得出加工路径数据；
（4）输出加工路径：将加工路径数据送至PC机。
PC机设有便于输出加工路径的网络口或USB口，将加工数据送至设备上的加工机构，对工件进行加工。
所述的面阵3D相机是基于红外光栅深度成像原理的摄影式3D彩色相机。
所述的步骤(2)是在扫描过程中,通过红外结构光栅投光，测量镜头进行捕获测量深度数据从而计算出深度图，接着把彩色镜头采集到的色彩数据跟深度数据进行矩阵色彩匹配，从而获得彩色点云数据并生成标准的ASC彩色点云，然后把单幅数据通过相似特征分析进行模糊识别匹配来完成数据模型的自动拼接，最后生成完整的彩色点云3D数据，完成彩色3D数据重建过程。
本发明的优点在于：先采用面阵3D相机先进行拍摄工件，相机可一次拍一个面，不需要拼合，也可以静态拍摄，也可以动态拍摄；通过PC进行3D建模复原，获取图像数据；相机路径规划软件根据预先设定的算法对面阵3D相机拍摄的模型进行图像数据分析、路径计算，得出加工路径数据；
加工时，PC机的网络口或USB口将加工数据送至设备上的执行机构，对待加工的工件进行加工。本面阵3D相机自动生成加工路径的方法，能够大幅度提高自动化作业程度，提高劳动效率及加工精度。
附图说明
图1是本发明方法的原理方框图；
图2是本发明方法的工作流程图。
具体实施方式
如图1、2所示：一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，包括如下步骤：
（1）采用面阵3D相机拍摄工件：将待加工的工件放置在生产设备上，输送装置将工件通过面阵3D相机拍摄范围，面阵3D相机对工件进行拍照，可一次拍一个面，不需要拼合，也可以静态拍摄，也可以动态拍摄；
（2）3D建模：通过PC将面阵3D相机拍摄到的工件进行3D建模复原，获取图像数据；
（3）路径规划软件计算路径：相机路径规划软件根据预先设定的算法对面阵3D相机拍摄的模型进行图像数据分析、路径计算，得出加工路径数据；
（4）输出加工路径：将加工路径数据送至PC机。
一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，所述的PC机设有便于输出加工路径的网络口或USB口，将加工数据送至设备上的加工机构，对工件进行加工。
所述的面阵3D相机是基于红外光栅深度成像原理的摄影式3D彩色相机。
所述的步骤(2)是在扫描过程中,通过红外结构光栅投光，测量镜头进行捕获测量深度数据从而计算出深度图，接着把彩色镜头采集到的色彩数据跟深度数据进行矩阵色彩匹配，从而获得彩色点云数据并生成标准的ASC彩色点云，然后把单幅数据通过相似特征分析进行模糊识别匹配来完成数据模型的自动拼接，最后生成完整的彩色点云3D数据，完成彩色3D数据重建过程。
采用面阵3D相机先进行拍摄工件，相机可一次拍一个面，不需要拼合，也可以静态拍摄，也可以动态拍摄；通过PC进行3D建模复原，获取图像数据；相机路径规划软件根据预先设定的算法对面阵3D相机拍摄的模型进行图像数据分析、路径计算，得出加工路径数据；
加工时，PC机的网络口或USB口将加工数据送至设备上的执行机构，对待加工的工件进行加工。本面阵3D相机自动生成加工路径的方法，能够大幅度提高自动化作业程度，提高劳动效率及加工精度。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）采用面阵3D相机拍摄工件：将待加工的工件放置在生产设备上，输送装置将工件通过面阵3D相机拍摄范围，面阵3D相机对工件进行拍照，可一次拍一个面，不需要拼合，也可以静态拍摄，也可以动态拍摄；
（2）3D建模：通过PC将面阵3D相机拍摄到的工件进行3D建模复原，获取图像数据；
（3）路径规划软件计算路径：相机路径规划软件根据预先设定的算法对面阵3D相机拍摄的模型进行图像数据分析、路径计算，得出加工路径数据；
（4）输出加工路径：将加工路径数据送至PC机。
2.根据权利要求1所述的一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，其特征在于，所述的PC机设有便于输出加工路径的网络口或USB口，将加工数据送至设备上的加工机构，对工件进行加工。
3.根据权利要求1所述的一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，其特征在于，所述的面阵3D相机是基于红外光栅深度成像原理的摄影式3D彩色相机。
4.根据权利要求1所述的一种基于面阵3D相机自动生成加工路径的方法，其特征在于，所述的步骤(2)是在扫描过程中,通过红外结构光栅投光，测量镜头进行捕获测量深度数据从而计算出深度图，接着把彩色镜头采集到的色彩数据跟深度数据进行矩阵色彩匹配，从而获得彩色点云数据并生成标准的ASC彩色点云，然后把单幅数据通过相似特征分析进行模糊识别匹配来完成数据模型的自动拼接，最后生成完整的彩色点云3D数据，完成彩色3D数据重建过程。
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