[发明专利]一种针对鞋底和鞋面扫描作业的机器人三维视觉系统及方法

说明书

本发明公开了一种针对鞋底和鞋面扫描作业的机器人三维视觉系统及方法，包括视觉扫描系统、机器人、三维相机、相关工装夹具、工控机、上位机控制器、鞋体模型和机器人工作支架，所述视觉扫描系统固定连接有机器人，所述视觉扫描系统通过扫描鞋体模型得到轮廓点位，并将轮廓点位传输至工控机，所述工控机通过上位机软件计算得到轨迹，所述视觉扫描系统通过三维相机对固定于机器人工作支架上的鞋体模型进行作业。可精确获得鞋体和斜面连接处的注胶线，并可根据注胶线进行不同的需求计算，可针对不同工艺、方式完成喷胶、打磨等主要制鞋工业，且采用三维相机扫描获得鞋体数据信息，扫描时间短，效率高，扫描节拍小于12秒/只，扫描精度高。

技术领域

本发明涉及三维视觉系统技术领域，特别涉及一种针对鞋底和鞋面扫描作业的机器人三维视觉系统及方法。

背景技术

在鞋底和鞋面生产加工过程中，通常需要利用加工机器人进行具体操作，从而取代传统的人工操作，提高生产效率，缩短生产周期，但是加工机器人不能够如人眼一般能够针对鞋体的具体形状进行注胶操作，因此，需要建立加工机器人的三维视觉系统。

专利号为CN201620843213.5的一种三维机器视觉系统，包括支架、旋转平台、控制器、双目相机、投影仪、标定物和同步触发电路，支架设置在旋转平台上，支架上设有投影仪和双目相机，标定物设置在双目相机能够捕捉且投影仪射出的光能够覆盖的范围内，控制器的数据信号输入端与双目相机的数据信号输出端连接，控制器的触发信号输出端分别与投影仪和同步触发电路的触发信号输入端连接，所述同步触发电路的触发信号输出端与双目相机的触发信号输入端连接。通过硬件电路来实现三维视觉系统中投影仪和照相机的同步触发启动，触发速度快。但是该专利中的三维视觉系统采用一次数据获取，并直接应用数据，并不适用于鞋体加工和生产，且现有的三维视觉系统投影仪和照相机的同步触发启动，数据获取慢，获取时间长，效率低，且获取的数据范围大，导致数据精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对鞋底和鞋面扫描作业的机器人三维视觉系统及方法，可精确获得鞋体和斜面连接处的注胶线，且采用三维相机扫描获得鞋体数据信息，扫描时间短，效率高，扫描节拍12秒/只，扫描精度高，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种针对鞋底和鞋面扫描作业的机器人三维视觉系统，包括视觉扫描系统、机器人、三维相机、相关工装夹具、工控机、上位机控制器、鞋体模型和机器人工作支架，所述视觉扫描系统固定连接有机器人，所述视觉扫描系统通过扫描鞋体模型得到轮廓点位，并将轮廓点位传输至工控机，所述工控机通过上位机软件计算得到轨迹，所述鞋体模型通过相关工装夹具固定于机器人工作支架上，所述视觉扫描系统包括三维相机，所述视觉扫描系统通过三维相机对固定于机器人工作支架上的鞋体模型进行作业。

进一步地，所述上位机控制器和三维相机均通过无线网络与云数据库相连接。

进一步地，所述机器人工作支架为单工位和双工位中的一种。

进一步地，所述机器人安装方式为固定安装和悬吊安装中的一种。

根据本发明的另一个方面，提供一种针对鞋底和鞋面扫描作业的机器人三维视觉系统的三维视觉方法，包括以下步骤：

S1：预扫描得到模拟的相关数据；

S2：通过视觉扫描系统扫描；

S3：将S1和S2中的获得的不同位置的机器人运动轨迹录入云数据库，并通过上位机软件处理，得到不同位置的点云数据；

S4：根据S3中点云数据进行计算得到轨迹，针对不同机器人的应用场合，引导机器人完成指定动作。

进一步地，S1中的扫描精度为±0.5mm，扫描节拍12秒/只。

进一步地，S2中扫描鞋面部分时的精度要求为±0.5mm，扫描节拍12秒/只。