CN113276107A - 一种基于三维视觉的在线编程方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于三维视觉的在线编程方法，通过三维扫描器对工件进行扫描以获取到三维结构模型，操作者基于所获取到的三维结构模型与加工需求选择好所需的加工位置及路径，然后根据操作者所选择的路径以及该路径点在三维结构模型上的点线面信息，直接生成机器人的加工信息，进而直接引导机器人根据所获得的加工信息进行加工，如此使得操作者无需对机器人进行编程，从而大大降低使用门槛，其方法简单可行，通过三维扫描器获取工件的在线模型坐标信息，从而在离线编程中，可避免因模型误差、装配误差等因素而造成离线编程结果在现场应用困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种基于三维视觉的在线编程方法。
背景技术
相关技术中，大多数机器人编程主要分为离线编程和在线示教编程两种，但两种方式均存在明显的缺点。
1、离线编程需要精确的模型，以及确保装配位置的精度得到保证。
2、示教编程，生产效率较为低下，操作繁琐，并且加工精度主要靠人工进行确认。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明提出一种基于三维视觉的在线编程方法，其方法简单可行，通过三维扫描器获取工件的在线模型坐标信息，从而在离线编程中，可避免因模型误差、装配误差等因素而造成离线编程结果在现场应用困难的问题。
上述目的是通过如下技术方案来实现的：
一种基于三维视觉的在线编程方法，所述在线编程方法包括如下步骤：
将所述三维扫描器与所述机器人进行联合标定以得到所述三维扫描器坐标系与所述机器人坐标系之间的转换关系；
对所述工件进行扫描以得到所述工件当前的三维结构模型；
根据所述三维扫描器坐标系与所述机器人坐标系之间的转换关系以将所述三维扫描器坐标系的坐标转换为所述机器人坐标系的坐标；
根据所获取到三维结构模型生成所述机器人的加工信息，并将所生成的所述加工信息下发至所述机器人上；
所述机器人根据所下发的所述加工信息对所述工件进行加工。
在一些实施方式中，所述根据所述三维扫描器坐标系与所述机器人坐标系之间的转换关系以将所述三维扫描器坐标系的坐标转换为所述机器人坐标系的坐标后的步骤具体包括：
对所获取到的所述三维结构模型进行分析以获取到所述三维结构模型的点线面结构。
在一些实施方式中，所述对所获取到的所述三维结构模型进行分析以获取到所述三维结构模型的点线面结构后的步骤具体包括：
操作者根据当前加工需求预先设定好操作信息；
根据所获取到三维结构模型将操作者所设定好的操作信息生成为所述机器人的加工信息，并将所生成的所述加工信息下发至所述机器人上。
在一些实施方式中，所述操作者根据当前加工需求预先设定好操作信息的步骤具体包括：
所述操作者根据当前加工需求在所述三维结构模型的点线面结构上选择所需的加工位置及路径，从而预先设定好操作信息。
在一些实施方式中，所述根据所获取到三维结构模型生成所述机器人的加工信息，并将所生成的所述加工信息下发至所述机器人上的步骤具体包括：
根据所获取到三维结构模型将操作者所设定好的操作信息生成为所述机器人的加工信息；
所述操作者对所生成的所述加工信息进行确认后，将所确认的所述加工信息下发至所述机器人上。
与现有技术相比，本发明的至少包括以下有益效果：
1.本发明基于三维视觉的在线编程方法，其方法简单可行，通过三维扫描器获取工件的在线模型坐标信息，从而在离线编程中，可避免因模型误差、装配误差等因素而造成离线编程结果在现场应用困难的问题。
2.其根据工件的三维结构模型直接生成机器人的加工信息，从而无需操作者进行示教，同时还可进一步提高产品的加工精度。
附图说明
图1是是本发明实施例中在线编程方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明请求保护的技术方案范围。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种基于三维视觉的在线编程方法，通过三维扫描器对工件进行扫描以获取到三维结构模型，操作者基于所获取到的三维结构模型与加工需求选择好所需的加工位置及路径，然后根据操作者所选择的路径以及该路径点在三维结构模型上的点线面信息，直接生成机器人的加工信息，进而直接引导机器人根据所获得的加工信息进行加工，如此使得操作者无需对机器人进行编程，从而大大降低使用门槛，其方法简单可行，通过三维扫描器获取工件的在线模型坐标信息，从而在离线编程中，可避免因模型误差、装配误差等因素而造成离线编程结果在现场应用困难的问题。
在本实施例中，在线编程系统包括三维扫描器和数据处理器，其中三维扫描器对外部工件进行扫描以将扫描所获得的信息反馈至数据处理器上，数据处理器对所接收到的信息进行处理并根据处理结果控制外部机器人作相应工作，三维扫描器采用单目相机、双目相机或者多目相机制成，优选地，三维扫描器优选采用带相机的三维扫描仪或者双目相机扫描仪制成，但不限于上述扫描仪，还可根据实际需求选择其它类型的扫描仪，从而扩大工件的扫描范围，三维扫描器按照指令启动工作后，通过对待加工的工件进行扫描识别以获取到工件的三维信息，然后将所获得的三维信息汇集于数据处理器上，通过数据处理器对多个三维信息进行拼接和处理以得到工件的三维结构模型，本实施例中三维结构模型为相对完整，即包括所有待加工特征的位置。
在本实施例中，在线编程方法具体包括如下步骤：
步骤S101，将三维扫描器与机器人进行联合标定以得到三维扫描器坐标系与机器人坐标系之间的转换关系。
在本实施例中，预先将三维扫描器与机器人进行联合标定，从而建立起三维扫描器坐标系与机器人坐标系之间的转换关系，进而得到三维扫描器坐标系与机器人坐标系之间的空间相对位置关系。
步骤S102，对工件进行扫描以得到工件当前的三维结构模型。
步骤S103，根据三维扫描器坐标系与机器人坐标系之间的转换关系以将三维扫描器坐标系的坐标转换为机器人坐标系的坐标。
在本实施例中，三维扫描器对工件进行实时扫描以获取到工件的三维结构模型，根据步骤S101中所得到的三维扫描器坐标系与机器人坐标系之间的转换关系进行处理，从而将当前三维结构模型的坐标值转换至机器人的坐标系上。本实施例中通过三维扫描器获取工件的在线模型坐标信息，从而在离线编程中，可避免因模型误差、装配误差等因素而造成离线编程结果在现场应用困难的问题。
步骤S104，根据所获取到三维结构模型生成所述机器人的加工信息，并将所生成的加工信息下发至机器人上。
在本实施例中，数据处理器对所获取到的三维结构模型进行分析以获取到三维结构模型的点线面结构，操作者根据焊接、喷涂、打磨等其它加工需求在三维结构模型的点线面结构上选择好所需的加工位置及路径，从而预先设定好操作信息，根据所获取到三维结构模型将操作者所设定好的加工信息生成为机器人的加工信息，本实施例中加工信息包括机器人的加工姿态、位置以及路径；操作者对所生成的加工信息进行确认后，将所确认的加工信息下发至机器人上，此外，针对部分相对较为简单的场景，数据处理器对所获取到的三维结构模型进行分析后，可直接自动生成机器人的加工信息，然后再将所生成的加工信息下发至机器人上。
本实施例中根据工件的三维结构模型与操作者预先所设定好的加工信息的结合直接生成机器人的加工信息，从而无需操作者进行示教，同时还可进一步提高产品的加工精度，此外，本实施例中在线编程方法克服了离线编程和在线示教编程所存在的缺点，进而有效提升机器人编程的工作效率。
步骤S105，机器人根据所下发的加工信息对工件进行加工。
在本实施例中，机器人根据所下发的加工姿态、位置以及路径等加工信息对工件进行焊接、喷涂或者打磨等其它加工操作。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于三维视觉的在线编程方法，其特征在于，所述在线编程方法包括如下步骤：
将所述三维扫描器与所述机器人进行联合标定以得到所述三维扫描器坐标系与所述机器人坐标系之间的转换关系；
对所述工件进行扫描以得到所述工件当前的三维结构模型；
根据所述三维扫描器坐标系与所述机器人坐标系之间的转换关系以将所述三维扫描器坐标系的坐标转换为所述机器人坐标系的坐标；
根据所获取到三维结构模型生成所述机器人的加工信息，并将所生成的所述加工信息下发至所述机器人上；
所述机器人根据所下发的所述加工信息对所述工件进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维视觉的在线编程方法，其特征在于，所述根据所述三维扫描器坐标系与所述机器人坐标系之间的转换关系以将所述三维扫描器坐标系的坐标转换为所述机器人坐标系的坐标后的步骤具体包括：
对所获取到的所述三维结构模型进行分析以获取到所述三维结构模型的点线面结构。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维视觉的在线编程方法，其特征在于，所述对所获取到的所述三维结构模型进行分析以获取到所述三维结构模型的点线面结构后的步骤具体包括：
操作者根据当前加工需求预先设定好操作信息；
根据所获取到三维结构模型将操作者所设定好的操作信息生成为所述机器人的加工信息，并将所生成的所述加工信息下发至所述机器人上。
4.根据权利要求3所述的一种基于三维视觉的在线编程方法，其特征在于，所述操作者根据当前加工需求预先设定好操作信息的步骤具体包括：
所述操作者根据当前加工需求在所述三维结构模型的点线面结构上选择所需的加工位置及路径，从而预先设定好操作信息。
5.根据权利要求3所述的一种基于三维视觉的在线编程方法，其特征在于，所述根据所获取到三维结构模型生成所述机器人的加工信息，并将所生成的所述加工信息下发至所述机器人上的步骤具体包括：
根据所获取到三维结构模型将操作者所设定好的操作信息生成为所述机器人的加工信息；
所述操作者对所生成的所述加工信息进行确认后，将所确认的所述加工信息下发至所述机器人上。
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