CN114227706A - 基于3d视觉的切坡口方法、装置、设备、系统及介质 - Google Patents

基于3d视觉的切坡口方法、装置、设备、系统及介质 Download PDF

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CN114227706A
CN114227706A CN202111531348.XA CN202111531348A CN114227706A CN 114227706 A CN114227706 A CN 114227706A CN 202111531348 A CN202111531348 A CN 202111531348A CN 114227706 A CN114227706 A CN 114227706A
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Seizet Technology Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明涉及人工智能技术领域，公开了一种基于3D视觉的切坡口方法、装置、设备、系统及介质，该方法通过接收计算机端传输的数字输出状态，根据所述数字输出状态判断下一步动作，在所述下一步动作是继续执行时，获取待切割的坡口线数量信息，根据所述待切割的坡口线数量信息，判断是否继续执行，若为继续执行，则获取当前坡口线类型，根据所述当前坡口线类型选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作，判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线，根据判断结果选择继续切割或者结束切割，本发明针对不同工件、不同的位置能够基于工件图纸信息、工件点云、软件处理和机器人，实现自动切割、免示教和免离线编程，提升生产效率。

Description

基于3D视觉的切坡口方法、装置、设备、系统及介质
技术邻域
本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种基于3D视觉的切坡口方法、装置、设备、系统及介质。
背景技术
钢板在使用3D视觉引导机器人切坡口软件进行切坡口时，必须依赖机器人端程序，目前市场上大多数采用激光寻位加工装重定位的方法，机器人端程序只是简单的运动指令和信号指令，均是通过示教或离线编程来生成机器人端程序。现有技术的缺点：1.针对不同的工件、不同的位置，每次都需要离线编程；2.切坡口程序运行前，需要示教寻位；3.无法自动给出工件的位姿信息。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于3D视觉的切坡口方法、装置、设备、系统及介质，旨在解决现有技术中切割工件，针对不同工件、不同的位置每次都需要离线编程等自动化程度不高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于3D视觉的切坡口方法，所述基于3D视觉的切坡口方法包括以下步骤：
接收计算机传输的数字输出状态，根据所述数字输出状态判断下一步动作；
在所述下一步动作是继续执行时，获取待切割的坡口线信息；
根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作；
判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线；
若不是最后一条待切割的坡口线，则返回所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作的步骤；
若是最后一条待切割的坡口线，则结束切割。
优选地，所述根据所述数字输出状态判断下一步动作，包括：
将所述数字输出状态编译成整数型数据，并存储所述整数型数据在第一数字寄存器内；
根据所述第一数字寄存器内的所述整数型数据，判断下一步动作。
优选地，所述获取待切割的坡口线信息，包括：
接收所述计算机端以字符串形式传输的坡口线信息，所述坡口线信息包括每条坡口线类型、端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离；
将所述坡口线信息按照切割顺序存储在位置寄存器或第二数字寄存器中；
相应地，所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作，包括：
根据所述第二数字寄存器中存储的当前坡口线类型选择对应的目标程序；
根据所述目标程序，移动到当前坡口线端点，根据当前坡口线对应的端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离进行切割操作。
优选地，所述坡口线信息还包括待切割的坡口线数量；
所述将所述坡口线信息按照切割顺序存储在位置寄存器或第二数字寄存器中，包括：
将字符串形式的待切割的坡口线数量、每条坡口线类型、端点数量编译成整数型数据，并按照切割顺序存储在第二数字寄存器中；
将每个端点的端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离按照切割顺序存储在位置寄存器中。
优选地，所述根据所述目标程序，移动到当前坡口线端点，根据当前坡口线对应的端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离进行切割操作，包括：
在所述目标程序为直线段程序时，添加过渡点位，并在所述过渡点位进行J6轴回转，移动到当前坡口线首端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第一位置的值判断所述当前坡口线首端点的端点动作状态，根据所述端点动作状态以第一速度和第一逼近距离执行对应的切割操作，切割移动到当前坡口线末端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第二位置的值判断所述当前坡口线末端点的端点状态，根据所述当前坡口线末端点的端点状态以第二速度和第二逼近距离执行对应的切割操作；
在所述目标程序为圆弧段程序时，添加过渡点位，并在所述过渡点位进行J6轴回转，移动到当前坡口线首端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第三位置的值判断所述当前坡口线首端点的端点动作状态，根据所述当前坡口线首端点的端点动作状态以第三速度和第三逼近距离执行对应的切割操作，切割移动到中间点位姿，再以第四速度和第四逼近距离切割移动到当前坡口线末端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第四位置的值判断所述当前坡口线末端点的端点动作状态，根据所述当前坡口线末端点的端点动作状态以第五速度和第五逼近距离执行对应的切割操作。
优选地，所述J6轴回转，包括：
根据J6轴的运动方向和J6轴的当前坐标值进行预设角度回转。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于3D视觉的切坡口装置，所述基于3D视觉的切坡口装置包括：
判断模块，用于接收计算机传输的数字输出状态，根据所述数字输出状态判断下一步动作；
获取模块，用于在所述下一步动作是继续执行时，获取待切割的坡口线信息；
切割模块，用于根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作；
所述判断模块，还用于判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线；
所述切割模块，还用于若不是最后一条待切割的坡口线，则返回所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作的步骤；
所述切割模块，还用于若是最后一条待切割的坡口线，则结束切割。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于3D视觉的切坡口设备，所述基于3D视觉的切坡口设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于3D视觉的切坡口程序，所述基于3D视觉的切坡口程序配置为实现如上文所述的基于3D视觉的切坡口方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于3D视觉的切坡口系统，所述基于3D视觉的切坡口系统包括：3D相机，计算机，以及上文所述的基于3D视觉的切坡口设备；
所述3D相机，用于检测当前位置是否处于预设拍照点范围，若处于，则对待切割工件进行拍照，获得待切割工件的3D点云，并将所述待切割工件的3D点云传输至所述计算机；
所述计算机，用于将所述待切割工件的3D点云与工件图纸进行匹配，根据匹配结果生成数字输出状态，并将所述数字输出状态传输至所述基于3D视觉的切坡口设备。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于3D视觉的切坡口程序，所述基于3D视觉的切坡口程序被处理器执行时实现如上文所述的基于3D视觉的切坡口方法的步骤。
本发明中，通过接收计算机传输的数字输出状态，根据所述数字输出状态判断下一步动作，通过与计算机交互的数字输出状态，判断待切割工件与切割程序是否匹配，从而提高切割准确性，避免采用错误的程序导致切割失误；在所述下一步动作是继续执行时，获取待切割的坡口线信息，根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作，判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线，若不是最后一条待切割的坡口线，则返回所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作的步骤，若是最后一条待切割的坡口线，则结束切割，针对不同工件、不同的位置只需编译一次，就能满足钢板的尺寸、形状及摆放位置的变化，无需示教寻位就能自动获取工件的位姿信息，并生成切割轨迹，且能控制切割机实现钢板的切坡口工作，自动化程度提高，实现了免示教和免离线编程。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于3D视觉的切坡口设备的结构示意图；
图2为本发明基于3D视觉的切坡口方法实施例的流程示意图；
图3为本发明基于3D视觉的切坡口装置实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于3D视觉的切坡口设备结构示意图。
如图1所示，该基于3D视觉的切坡口设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口，对于用户接口1003的有线接口在本发明中可为USB接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的存储器(Non-volatileMemory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本邻域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对基于3D视觉的切坡口设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于3D视觉的切坡口程序。
在图1所示的基于3D视觉的切坡口设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与所述后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户设备；所述基于3D视觉的切坡口设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于3D视觉的切坡口程序，并执行本发明实施例提供的基于3D视觉的切坡口方法。
基于上述硬件结构，提出本发明基于3D视觉的切坡口方法的实施例。
参照图2，图2为本发明基于3D视觉的切坡口方法实施例的流程示意图，提出本发明基于3D视觉的切坡口方法第一实施例。
在第一实施例中，所述基于3D视觉的切坡口方法包括以下步骤：
步骤S10：接收计算机传输的数字输出状态，根据所述数字输出状态判断下一步动作。
应理解的是，本实施例的执行主体是所述基于3D视觉的切坡口设备，其中，所述基于3D视觉的切坡口设备可为机器人等电子设备，比如FANUC机器人，本实施例对此不加以限制。本实施例以机器人为例进行说明，所述机器人的程序设计框架，首先定义工具和用户坐标系，添加机器人负载。示教合适拍照点位并记录为安全位(Home点)。当所述机器人处于预设拍照点范围，触发相机拍照，获得待切割工件的3D点云，并将待切割工件的3D点云传输至所述计算机，所述计算机获取待切割工件的工件图纸，将所述待切割工件的3D点云与所述工件图纸进行匹配，根据匹配结果生成数字输出状态。
所述机器人接收计算机端传输的数字输出状态，检查所述数字输出状态并判断机器人下一步动作是程序继续执行或直接结束程序。通过自编译的karel程序将由所述计算机(PC)端传输过来的数字输出状态(字符串)编译成整数型数据存储在数字寄存器R[i]内，R[i]为1时，表示成功程序继续执行，R[i]为2时表示失败跳转到程序结束。在本实施例中，所述根据所述数字输出状态判断下一步动作，包括：将所述数字输出状态编译成整数型数据，并存储所述整数型数据在第一数字寄存器内；根据所述第一数字寄存器内的所述整数型数据，判断下一步动作。
步骤S20：在所述下一步动作是继续执行时，获取待切割的坡口线信息。
需要说明的是，PC端将坡口线的详细信息以字符串的形式传输给机器人，待切割的坡口线信息包括坡口线数量、每条坡口线的类型(直线或圆弧)、端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离。
步骤S30：根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作。
在具体实现中，坡口线类型包括直线或圆弧，若所述当前坡口线类型为直线，则选择直线段程序进行切割操作，若所述当前坡口线类型为圆弧，则选择圆弧段程序进行切割操作。判断坡口线类型，直线跳转到直线段程序，圆弧跳转到圆弧段程序：通过数字寄存器R[m]值来当前判断坡口线类型，通常0表示坡口线为直线，1表示坡口线为圆弧。
进一步地，在本实施例中，在所述步骤S30之前，还包括：
根据所述待切割的坡口线信息中的坡口线数量判断是否继续执行；
若是继续执行，则执行所述步骤S30。
应理解的是，PC端通过切坡口软件解析所述工件图纸，获得坡口线数量，将所述坡口线数量以字符串的形式传输给所述机器人，所述机器人通过自编译的karel程序将传输过来的坡口线数量(字符串)编译成整数型数据，并储存于数字寄存器R[j]内。将字符串形式的待切割的坡口线数量编译成整数型数据，并存储在第二数字寄存器中。待切割的坡口线数量大于等于1时，继续执行；待切割的坡口线数量小于1时，返回拍照点，切割程序结束。
步骤S40：判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线。
步骤S50：若不是最后一条待切割的坡口线，则返回所述步骤S30。
步骤S60：若是最后一条待切割的坡口线，则结束切割。
应理解的是，切割完所述当前坡口线，获取剩余坡口线数量，判断剩余坡口线数量是否大于或等于1。若是，说明当前坡口线不是最后一条待切割的坡口线，则返回步骤：根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作。若否，说明当前坡口线是最后一条待切割的坡口线，则移动到撤离过渡点，再返回安全位并结束切割。移动到撤离过渡点，再返回安全位后结束切割，能够保证周边设备无干涉，安全结束切割任务。
在本实施例中，通过与计算机的交互信息，判断工件与切割信息是否匹配，从而提高切割准确性，避免采用错误的程序导致切割失误；根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作，判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线，若不是最后一条待切割的坡口线，则返回所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作的步骤，若是最后一条待切割的坡口线，则结束切割，机器人端程序只需编译一次，通过获取的待切割的坡口线信息就能满足钢板的尺寸、形状及摆放位置的变化，且机器人无需示教寻位就能自动获取工件的位姿信息，并生成切割轨迹，且能控制切割机实现钢板的切坡口工作，实现了免示教和免离线编程，大大提升了生产效率。
继续参照图2，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明基于3D视觉的切坡口方法的第二实施例。
在第二实施例中，所述获取待切割的坡口线信息，包括：
接收所述计算机端以字符串形式传输的坡口线信息，所述坡口线信息包括每条坡口线类型、端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离；
将所述坡口线信息按照切割顺序存储在位置寄存器或第二数字寄存器中中；
相应地，所述步骤S30，包括：
根据所述第二数字寄存器中存储的当前坡口线类型选择对应的目标程序；
根据所述目标程序，移动到当前坡口线端点，根据当前坡口线对应的端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离进行切割操作。
需要说明的是，PC端将坡口线的详细信息以字符串的形式传输给机器人，信息内容包含每条坡口线的类型(直线或圆弧)、端点数量、端点位置、端点动作状态、速度和逼近距离。机器人通过自编译的karel程序将传输过来的坡口线详细信息(字符串)编译成整数型或实数型数据。坡口线类型用数字“0”或“1”表示当前坡口线为直线或圆弧，并储存于数字寄存器R[m]，按坡口线切割线顺序依次储存于数字寄存器R[m]、R[m+1]、R[m+2]......中。直线端点数量为2，圆弧端点数量为3，每个端点使用2个位置寄存器存储端点位姿和端点信息，例如用PR[n]存储端点位姿，PR[n+1]存储端点其他信息，其中PR[n+1]中的X值(1为开火、2为关火、3为空走)储存端点状态，Y值储存运动速度(单位为mm/s)，Z值储存CNT值(0～100)。所有的坡口线端点信息按切割顺序一次性全部存储于位置寄存器PR[n]中，第一条坡口线信息储存于PR[n]～PR[n+5]、第二条存储于PR[n+6]～PR[n+11]......依次类推。
进一步地，在本实施例中，所述坡口线信息还包括待切割的坡口线数量；
所述将所述坡口线信息按照切割顺序存储在位置寄存器或第二数字寄存器中，包括：
将字符串形式的待切割的坡口线数量、每条坡口线类型、端点数量编译成整数型数据，并按照切割顺序存储在第二数字寄存器中；
将每个端点的端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离按照切割顺序存储在位置寄存器中。
进一步地，在本实施例中，所述根据所述目标程序，移动到当前坡口线端点，根据当前坡口线对应的端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离进行切割操作，包括：
在所述目标程序为直线段程序时，添加过渡点位，并在所述过渡点位进行J6轴回转，移动到当前坡口线首端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第一位置的值判断所述当前坡口线首端点的端点动作状态，根据所述端点动作状态以第一速度和第一逼近距离执行对应的切割操作，切割移动到当前坡口线末端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第二位置的值判断所述当前坡口线末端点的端点状态，根据所述当前坡口线末端点的端点状态以第二速度和第二逼近距离执行对应的切割操作；
在所述目标程序为圆弧段程序时，添加过渡点位，并在所述过渡点位进行J6轴回转，移动到当前坡口线首端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第三位置的值判断所述当前坡口线首端点的端点动作状态，根据所述当前坡口线首端点的端点动作状态以第三速度和第三逼近距离执行对应的切割操作，切割移动到中间点位姿，再以第四速度和第四逼近距离切割移动到当前坡口线末端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第四位置的值判断所述当前坡口线末端点的端点动作状态，根据所述当前坡口线末端点的端点动作状态以第五速度和第五逼近距离执行对应的切割操作。
在具体实现中，直线段程序：(1)添加过渡点位包括J6轴回转。(2)通过调用上述位置寄存器PR[n]，移动到坡口线首端点位姿。(3)通过调用上述位置寄存器PR[n+1]的X值，判断该端点状态，X值为1表示开火，X值为2表示关火，X值为3表示无动作。(4)通过调用上述位置寄存器PR[n+4]，切割移动到末端点位姿。(5)通过调用上述位置寄存器PR[n+5]的X值，判断该端点状态，PR[n+5]的X值为1表示开火，PR[n+5]的X值为2表示关火，PR[n+5]的X值为3表示无动作。(6)判断当前坡口线是不是最后一条，是则移动到撤离过渡点，再返回安全位并结束切割，不是则跳转到步骤S30。
圆弧段程序：(1)添加过渡点位包括J6轴回转，J6轴回转具体为通过机器人J6轴的运动方向和当前J6轴的关节坐标值来进行360°回转，如果切割时J6轴为顺时针旋转且当前关节坐标值小于0，则J6轴进行原地逆时针旋转360°，如果切割时J6轴为逆时针旋转且当前关节坐标值大于0，则J6轴进行原地顺时针旋转360°。(2)通过调用上述位置寄存器PR[n]，切割移动到坡口线首端点位姿。(3)通过调用上述位置寄存器PR[n+1]的X值，判断该端点状态，PR[n+1]的X值为1表示开火，PR[n+1]的X值为2表示关火，PR[n+1]的X值为3表示无动作。(4)通过调用上述位置寄存器PR[n+2]，切割移动到中间点位姿。(5)通过调用上述位置寄存器PR[n+4]，切割移动到末端点位姿。(6)通过调用上述位置寄存器PR[n+5]的X值，判断该端点状态，PR[n+5]的X值为1表示开火，PR[n+5]的X值为2表示关火，PR[n+5]的X值为3表示无动作。(7)判断当前坡口线是不是最后一条，是则移动到撤离过渡点，再返回安全位并结束切割，不是则跳转到步骤S30。
进一步地，所述J6轴回转，包括：
根据J6轴的运动方向和J6轴的当前坐标值进行预设角度回转。
应理解的是，J6轴回转为所述机器人的手臂回转，具体为通过机器人J6轴的运动方向和当前J6轴的关节坐标值来进行360°回转，如果切割时J6轴为顺时针旋转且当前关节坐标值小于0，则J6轴进行原地逆时针旋转360°，如果切割时J6轴为逆时针旋转且当前关节坐标值大于0，则J6轴进行原地顺时针旋转360°。J6轴回转能够有效避免切割过程中手臂旋转超过360°而导致当前切割执行不到位，保证切割操作连贯，提高切割效率。
在本实施例中，通过接收所述计算机端以字符串形式传输的坡口线信息，将所述坡口线信息按照切割顺序存储在位置寄存器中，根据所述位置寄存器中所述当前坡口线类型选择对应的目标程序，根据所述目标程序，移动到当前坡口线端点，根据当前坡口线对应的端点动作状态、速度和逼近距离进行切割操作，提高机器人自动化程度，保证机器人快速准确完成钢板的切坡口工作。
此外，本发明实施例还提出一种基于3D视觉的切坡口系统，所述基于3D视觉的切坡口系统包括：3D相机，计算机，以及如上文所述的基于3D视觉的切坡口设备；
所述3D相机，用于检测当前位置是否处于预设拍照点范围，若处于，则对待切割工件进行拍照，获得待切割工件的3D点云，并将所述待切割工件的3D点云传输至所述计算机；
所述计算机，用于将所述待切割工件的3D点云与工件图纸进行匹配，根据匹配结果生成数字输出状态，并将所述数字输出状态传输至所述基于3D视觉的切坡口设备。
需要说明的是，所述预设拍照点范围是指所述机器人的前端不在3D相机的视野内，则3D相机拍照能够不受所述机器人前端的影响，而完整拍出待切割工件。在切坡口前对所述待测工件进行1次拍照生成3D点云，将所述待切割工件的3D点云传输至所述计算机，所述计算机提取工件的轮廓点云，结合工件2D图纸生成待切割的模板坡口线，并与实际工件点云做匹配生成重定位的坡口线，最后经过手眼转换向机器人发送可行的切割轨迹。无需人工示教，只需1次3D相机拍照，可适应工件加工误差和上料摆放误差，降低了人工操作难度、来料和上料要求，进而提升了钢板切坡口的整体作业效率。所述待测工件包括钢板工件等。
可理解的是，所述工件图纸是指待切割工件的工件模板的2D图纸，所述计算机依据预设解析规则解析工件模板的2D图纸，获取多个模板参考线Si(i＝1,2,...,Ns)，Ns表示参考线总个数；基于预设距离Dp与预设方向，偏移所述模板参考线Si(i＝1,2,...,Ns)以生成第一模板坡口线Sgi(i＝1,2,...,Ns)；依据预设剪裁规则剪裁所述第一模板坡口线Sgi(i＝1,2,...,Ns)，生成第二模板坡口线SGi(i＝1,2,...,Ns)；获取待切割工件轮廓点云Cs和所述工件模板轮廓点云Ct，并获取二者之间偏移量的最优补偿距离Db以及位姿匹配的最优变换矩阵Tb；基于所述最优补偿距离Db与预设方向，偏移所述第二模板坡口线SGi(i＝1,2,...,Ns)以生成第一重创坡口线Soi(i＝1,2,...,Ns)；依据预设剪裁规则剪裁所述第一重创坡口线Soi(i＝1,2,...,Ns)，生成所述工件模板的第二重创坡口线Soi(i＝1,2,...,Ns)；基于所述最优变换矩阵Tb旋转平移所述第二重创坡口线Soi(i＝1,2,...,Ns)，生成所述待切割工件的切割轨迹。所述计算机根据所述待切割工件的切割轨迹发送至机器人，机器人根据所述切割轨迹生成坡口线详细信息。或者，所述计算机根据所述待切割工件的切割轨迹生成坡口线详细信息，并发送所述坡口线详细信息至所述机器人。
本实施例中，基于工件图纸信息、工件点云、软件处理和机器人实现自动切割、免示教和免离线编程，提升生产效率。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于3D视觉的切坡口程序，所述基于3D视觉的切坡口程序被处理器执行时实现如上文所述的基于3D视觉的切坡口方法的步骤。
此外，参照图3，本发明实施例还提出一种基于3D视觉的切坡口装置，所述基于3D视觉的切坡口装置包括：
判断模块10，用于接收计算机传输的数字输出状态，根据所述数字输出状态判断下一步动作；
获取模块20，用于在所述下一步动作是继续执行时，获取待切割的坡口线信息；
切割模块30，用于根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作；
所述判断模块10，还用于判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线；
所述切割模块30，还用于若不是最后一条待切割的坡口线，则返回所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作的步骤；
所述切割模块30，还用于若是最后一条待切割的坡口线，则结束切割。
本发明所述基于3D视觉的切坡口装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为标识。
通过以上的实施方式的描述，本邻域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器镜像(Read Only Memory image，ROM)/随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术邻域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于3D视觉的切坡口方法，其特征在于，所述基于3D视觉的切坡口方法包括以下步骤：
接收计算机传输的数字输出状态，根据所述数字输出状态判断下一步动作；
在所述下一步动作是继续执行时，获取待切割的坡口线信息；
根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作；
判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线；
若不是最后一条待切割的坡口线，则返回所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作的步骤；
若是最后一条待切割的坡口线，则结束切割。
2.如权利要求1所述的基于3D视觉的切坡口方法，其特征在于，所述根据所述数字输出状态判断下一步动作，包括：
将所述数字输出状态编译成整数型数据，并存储所述整数型数据在第一数字寄存器内；
根据所述第一数字寄存器内的所述整数型数据，判断下一步动作。
3.如权利要求1或2所述的基于3D视觉的切坡口方法，其特征在于，所述获取待切割的坡口线信息，包括：
接收所述计算机端以字符串形式传输的坡口线信息，所述坡口线信息包括每条坡口线类型、端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离；
将所述坡口线信息按照切割顺序存储在位置寄存器或第二数字寄存器中；
相应地，所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作，包括：
根据所述第二数字寄存器中存储的当前坡口线类型选择对应的目标程序；
根据所述目标程序，移动到当前坡口线端点，根据当前坡口线对应的端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离进行切割操作。
4.如权利要求3所述的基于3D视觉的切坡口方法，其特征在于，所述坡口线信息还包括待切割的坡口线数量；
所述将所述坡口线信息按照切割顺序存储在位置寄存器或第二数字寄存器中，包括：
将字符串形式的待切割的坡口线数量、每条坡口线类型、端点数量编译成整数型数据，并按照切割顺序存储在第二数字寄存器中；
将每个端点的端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离按照切割顺序存储在位置寄存器中。
5.如权利要求3所述的基于3D视觉的切坡口方法，其特征在于，所述根据所述目标程序，移动到当前坡口线端点，根据当前坡口线对应的端点数量、端点位姿、端点动作状态、速度和逼近距离进行切割操作，包括：
在所述目标程序为直线段程序时，添加过渡点位，并在所述过渡点位进行J6轴回转，移动到当前坡口线首端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第一位置的值判断所述当前坡口线首端点的端点动作状态，根据所述端点动作状态以第一速度和第一逼近距离执行对应的切割操作，切割移动到当前坡口线末端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第二位置的值判断所述当前坡口线末端点的端点状态，根据所述当前坡口线末端点的端点状态以第二速度和第二逼近距离执行对应的切割操作；
在所述目标程序为圆弧段程序时，添加过渡点位，并在所述过渡点位进行J6轴回转，移动到当前坡口线首端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第三位置的值判断所述当前坡口线首端点的端点动作状态，根据所述当前坡口线首端点的端点动作状态以第三速度和第三逼近距离执行对应的切割操作，切割移动到中间点位姿，再以第四速度和第四逼近距离切割移动到当前坡口线末端点位姿，通过调用所述位置寄存器中第四位置的值判断所述当前坡口线末端点的端点动作状态，根据所述当前坡口线末端点的端点动作状态以第五速度和第五逼近距离执行对应的切割操作。
6.如权利要求5所述的基于3D视觉的切坡口方法，其特征在于，所述J6轴回转，包括：
根据J6轴的运动方向和J6轴的当前坐标值进行预设角度回转。
7.一种基于3D视觉的切坡口装置，其特征在于，所述基于3D视觉的切坡口装置包括：
判断模块，用于接收计算机传输的数字输出状态，根据所述数字输出状态判断下一步动作；
获取模块，用于在所述下一步动作是继续执行时，获取待切割的坡口线信息；
切割模块，用于根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作；
所述判断模块，还用于判断当前坡口线是否为最后一条待切割的坡口线；
所述切割模块，还用于若不是最后一条待切割的坡口线，则返回所述根据所述待切割的坡口线信息选择对应的目标程序，并根据所述目标程序进行切割操作的步骤；
所述切割模块，还用于若是最后一条待切割的坡口线，则结束切割。
8.一种基于3D视觉的切坡口设备，其特征在于，所述基于3D视觉的切坡口设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于3D视觉的切坡口程序，所述基于3D视觉的切坡口程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于3D视觉的切坡口方法的步骤。
9.一种基于3D视觉的切坡口系统，其特征在于，所述基于3D视觉的切坡口系统包括：3D相机，计算机，以及如权利要求8所述的基于3D视觉的切坡口设备；
所述3D相机，用于检测当前位置是否处于预设拍照点范围，若处于，则对待切割工件进行拍照，获得待切割工件的3D点云，并将所述待切割工件的3D点云传输至所述计算机；
所述计算机，用于将所述待切割工件的3D点云与工件图纸进行匹配，根据匹配结果生成数字输出状态，并将所述数字输出状态传输至所述基于3D视觉的切坡口设备。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于3D视觉的切坡口程序，所述基于3D视觉的切坡口程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于3D视觉的切坡口方法的步骤。
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