一种基于3D点云数据的打磨轨迹自动规划方法、装置与流程

本发明涉及智能制造领域，尤其涉及一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划方法、装置。

背景技术：

1、目前，在进行大型面零件表面质量打磨工艺过程中，主要的方法是根据待打磨零件的数模，通过离线编程的方法对打磨轨迹进行规划，生成打磨轨迹程序；然后通过各种定位的方法(3点定位或者视觉定位等)，对待打磨零件进行定位，根据定位信息对生成的打磨轨迹程序进行校正，从而实现零件的自动打磨。

2、上述方法中，主要存在以下问题：待打磨零件数模与实际零件的几何偏差，会使得打磨头和待打磨零件的表面不匹配。同时，通过离线编程的方式进行编程后，每次打磨还需要对零件进行定位，导致打磨效率低下。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划方法、装置，解决了大型面零件表面打磨效率低下的问题。

2、一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划方法，包括：

3、通过3d扫描设备对零件表面的大型面进行数据采集，获得型面表面的点云；

4、获取所述点云的最小外接矩形体，基于所述最小外接矩形体生成剖面；

5、根据预设距离阈值将点云投射到相应的剖面上；

6、对剖面上的投射点集进行多项式拟合，得到路径曲线，根据所述路径曲线确定打磨轨迹；

7、根据所述打磨轨迹生成可执行文件传送到执行机构执行。

8、在本发明的一种实施例中，所述基于所述最小外接矩形体生成剖面，具体包括：基于所述最小外接矩形体生成主剖平面；根据所述主剖平面确定n个次剖平面。

9、在本发明的一种实施例中，所述对剖面上的投射点集进行多项式拟合，得到路径曲线，具体包括：对主剖平面上的投射点集进行多项式拟合，得到主路径曲线；根据主路径曲线的方程，获得主路径曲线与n个次剖平面的交点；对每个次剖平面上的点集进行多项式拟合，得到n个次路径曲线，所述每个次路径曲线经过其所属次剖平面上的交点。

10、在本发明的一种实施例中，所述根据所述路径曲线确定打磨轨迹，具体包括：基于每个次剖平面的交点在对应的次路径曲线上等间距取点，并确定每个点的编号；将不同次剖平面上相同编号的点进行连接，得到等间距路径，将等间距路径首尾连接，得到打磨轨迹。

11、在本发明的一种实施例中，所述主剖平面经过最小外接矩形体的中心点，且主剖平面沿着平行于矩形体长度的方向将最小外接矩形体分割；所述次剖平面沿着平行于矩形体宽度的方向将最小外接矩形体分割。

12、在本发明的一种实施例中，所述次剖平面垂直于所述主剖平面。

13、在本发明的一种实施例中，点云中每个点的信息为(x,y,z)。

14、一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划装置，包括：

15、数据采集模块，用于通过3d扫描设备对零件表面的大型面进行数据采集，获得型面表面的点云；

16、剖面生成模块，用于获取所述点云的最小外接矩形体，基于所述最小外接矩形体生成剖面；

17、投射模块，用于根据预设距离阈值将点云投射到相应的剖面上；

18、轨迹生成模块，对剖面上的投射点集进行多项式拟合，得到路径曲线，根据所述路径曲线确定打磨轨迹；

19、执行模块，用于根据所述打磨轨迹生成可执行文件传送到执行机构执行。

20、一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划设备，包括：

21、至少一个处理器；以及，

22、与所述至少一个处理器通过总线通信连接的存储器；其中，

23、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被执行，以实现如上述各实施例任一项所述的方法。

24、一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现如上述各实施例任一项所述的方法。

25、本发明提供了一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划方法、装置，至少包括以下有益效果：通过3d扫描设备采集点云数据，根据对点云数据进行打磨轨迹规划，根据规划出的打磨轨迹生成打磨轨迹执行程序，能够直接引导执行机构实现全自动运行打磨，而不需要进行人工校准和标定，解放了人力，降低了时间和人力成本，显著提高了打磨效率。

技术特征：

1.一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述最小外接矩形体生成剖面，具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对剖面上的投射点集进行多项式拟合，得到路径曲线，具体包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述路径曲线确定打磨轨迹，具体包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主剖平面经过最小外接矩形体的中心点，且主剖平面沿着平行于矩形体长度的方向将最小外接矩形体分割；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述次剖平面垂直于所述主剖平面。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，点云中每个点的信息为(x,y,z)。

8.一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划装置，其特征在于，包括：

9.一种基于3d点云数据的打磨轨迹自动规划设备，其特征在于，包括：

10.一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种基于3D点云数据的打磨轨迹自动规划方法、装置，该方法包括：通过3D扫描设备对零件表面的大型面进行数据采集，获得型面表面的点云；获取所述点云的最小外接矩形体，基于所述最小外接矩形体生成剖面；根据预设距离阈值将点云投射到相应的剖面上；对剖面上的投射点集进行多项式拟合，得到路径曲线，根据所述路径曲线确定打磨轨迹；根据所述打磨轨迹生成可执行文件传送到执行机构执行。本发明解决了大型面零件表面打磨效率低下的问题。

技术研发人员：陈智超,徐旺,汪顺利,邓景煜,张宪法,蔡帅鹏,葛威
受保护的技术使用者：商飞智能技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1