基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法技术

本发明专利技术涉及轮廓检测方法技术领域，且公开了基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，第一步：获取转台空置时的状态，通过3D扫描仪获取转台空置时第一状态的第一数据帧，此时3D扫描仪的状态是固定的，根据获取到的第一数据帧识别出转台的空置区域空间。该基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，本发明专利技术的通过测量零件第一初始三维模型和第二初始三维模型，将第一初始三维模型和第二初始三维模型进行分析对比，当两者出现一致模型部分时，可确定为零件的实际模型，本发明专利技术实现了对零件轮廓的3D成型，并且通过两种3D成型方式来确定最终的零件模型，从而可提高本发明专利技术零件轮廓检测的效率和准确性。本发明专利技术零件轮廓检测的效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法


[0001]本专利技术涉及轮廓检测方法
，尤其涉及基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法。

技术介绍

[0002]智能工厂中在进行自动化加工零件后，需要对所加工的零件进行精准化的抽检测量，现有技术的一般还是通过人工的抽检，例如每100个零件中随意抽取一个零件进行轮廓的检测，其次现有的技术还可通过三维图像扫描机器人的方式对零件进行自动检测，将零件的轮廓绘制出来，但是现有技术的三维图像成型的精准度较差，往往在实际的测量过程中会与实际的产品产生较大的差距，导致零件轮廓检测精准度不高的问题。
[0003]为此，我们提出基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，包括以下工作步骤：
[0006]第一步：获取转台空置时的状态，通过3D扫描仪获取转台空置时第一状态的第一数据帧，此时3D扫描仪的状态是固定的，根据获取到的第一数据帧识别出转台的空置区域空间，再增加区域空间的高度则获得工作空间区域；
[0007]第二步：将待测零件放置到转台上，此时3D扫描仪的状态是固定的，3D扫描仪对此时放置有零件的转台进行第二状态的扫描，获取第二数据帧，根据工作空间区域对应的坐标范围，从所述第二数据帧中删除位于坐标范围外的数据，得到第三数据帧；
[0008]第三步：匀速转动载有零件的转台，3D扫描仪的状态是固定的，3D扫描仪扫出零件各个角度和方向上的多帧，将多帧与第三数据帧进行拼接，得到零件的第一初始三维模型；
[0009]第四步：总控制器向机械臂控制器发送机械臂预设运动轨迹数据，机械臂控制器接收到总控制器发送的机械臂预设运动轨迹数据后，机械臂控制器控制其机械臂按照其机械臂预设运动轨迹运动；
[0010]第五步：在机械臂按照机械臂预设运动轨迹运动时，3D扫描仪控制器根据总控制器发送的扫描其零件控制命令，3D扫描仪对零件进行扫描并存储扫描的图像；
[0011]第六步：坐标测量仪跟踪其3D扫描仪的运动轨迹，获取扫描图像的位置坐标；
[0012]第七步：根据第五步中3D扫描仪扫描的零件图像以及第六步中坐标测量仪测量的3D扫描仪扫描的零件图像坐标位置，生产零件的第二初始三维模型；
[0013]第八步：第一初始三维模型和第二初始三维模型进行分析对比，最终获得零件轮廓的三维模型。
[0014]作为优选，所述机械臂上的3D扫描仪的运动轨迹为：
[0015][0016]其中，(Xi,C,Yi,C,Zi,C)表示3D扫描仪C的运动轨迹坐标。
[0017]作为优选，所述(xC,yC,cC)表示运动轨迹偏移量；
[0018]当xC≥0表示向三维原点坐标X轴正方向平移值为xC；xC＜0表示向三维原点坐标X轴反方向平移值为|xC|，||表示取绝对值；yC＞0表示向三维原点坐标Y轴正方向平移值为yC；yC≤0表示向三维原点坐标Y轴反方向平移值为|yC|；cC＞0表示向三维原点坐标Z轴反方向平移值为cC；cC≤0表示向三维原点坐标Z轴正方向平移值为|cC|；aC表示运动轨迹第一参数；bC表示运动轨迹第二参数。
[0019]作为优选，所述第三步中匀速转动载有零件的转台，每次转动转台的角度为2
°‑5°
，每次匀速转动转台后，再进行3D扫描。
[0020]作为优选，所述第一初始三维模型、第二初始三维模型以及多帧均通过显示器展示。
[0021]作为优选，所述第八步中，当第一初始三维模型和第二初始三维模型出现一些零件区域模型差别较大时，则转动转台，固定3D扫描仪，对零件的该区域进行重新地扫描，获取多帧数据，对多帧数据进行重新地分析，然后再与第三数据帧重新拼接，得到新的局部第一初始三维模型。
[0022]作为优选，在获得上述新的局部第一初始三维模型，还需要获得新的局部第二初始三维模型，然后固定载有零件的转台，3D扫描仪对零件的局部进行扫描并存储扫描的图像，坐标测量仪跟踪其3D扫描仪的运动轨迹，获取扫描图像的位置坐标，从而获取零件的局部第二初始三维模型。
[0023]作为优选，将上述的第一初始三维模型和第二初始三维模型再进行分析对比，如果一致，则将局部的零件三维模型补入到完整的上述三维模型当中去。
[0024]作为优选，如果不一致，则对局部第一初始三维模型和局部第二初始三维模型进行区域划分，去除一致的三维模型部分，找出不一致或有差别的部分，再进行重复的局部初始三维模型制作和对比，直至两者一致。
[0025]有益效果
[0026]本专利技术提供了基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法。具备以下有益效果：
[0027](1)、该基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，本专利技术的通过测量零件第一初始三维模型和第二初始三维模型，将第一初始三维模型和第二初始三维模型进行分析对比，当两者出现一致模型部分时，可确定为零件的实际模型，本专利技术实现了对零件轮廓的3D成型，并且通过两种3D成型方式来确定最终的零件模型，从而可提高本专利技术零件轮廓检测的效率和准确性。
[0028](2)、该基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，本专利技术当出现第一初始三维模型和第二初始三维模型出现一些零件区域模型差别较大时，对多帧数据进行重新地分析，然后再与第三数据帧重新拼接，得到新的局部第一初始三维模型，3D扫描仪对
零件的局部进行扫描并存储扫描的图像，坐标测量仪跟踪其3D扫描仪的运动轨迹，获取扫描图像的位置坐标，从而获取零件的局部第二初始三维模型，本专利技术通过获取局部的第一初始三维模型和第二出水三维模型进行重新对比分析，来找出存在误差之处，从而来不断的完善零件的三维模型，从而提高本专利技术零件轮廓的检测效率。
[0029](3)、该基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，本专利技术当检测到的局部第一初始三维模型和第二初始三维模型如果不一致，则对局部第一初始三维模型和局部第二初始三维模型进行区域划分，去除一致的三维模型部分，找出不一致或有差别的部分，再进行重复的局部初始三维模型制作和对比，直至两者一致，从而可进一步的提高本专利技术零件轮廓的检测效率。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
[0031]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，其特征在于：包括以下工作步骤：第一步：获取转台空置时的状态，通过3D扫描仪获取转台空置时第一状态的第一数据帧，此时3D扫描仪的状态是固定的，根据获取到的第一数据帧识别出转台的空置区域空间，再增加区域空间的高度则获得工作空间区域；第二步：将待测零件放置到转台上，此时3D扫描仪的状态是固定的，3D扫描仪对此时放置有零件的转台进行第二状态的扫描，获取第二数据帧，根据工作空间区域对应的坐标范围，从所述第二数据帧中删除位于坐标范围外的数据，得到第三数据帧；第三步：匀速转动载有零件的转台，3D扫描仪的状态是固定的，3D扫描仪扫出零件各个角度和方向上的多帧，将多帧与第三数据帧进行拼接，得到零件的第一初始三维模型；第四步：总控制器向机械臂控制器发送机械臂预设运动轨迹数据，机械臂控制器接收到总控制器发送的机械臂预设运动轨迹数据后，机械臂控制器控制其机械臂按照其机械臂预设运动轨迹运动；第五步：在机械臂按照机械臂预设运动轨迹运动时，3D扫描仪控制器根据总控制器发送的扫描其零件控制命令，3D扫描仪对零件进行扫描并存储扫描的图像；第六步：坐标测量仪跟踪其3D扫描仪的运动轨迹，获取扫描图像的位置坐标；第七步：根据第五步中3D扫描仪扫描的零件图像以及第六步中坐标测量仪测量的3D扫描仪扫描的零件图像坐标位置，生产零件的第二初始三维模型；第八步：第一初始三维模型和第二初始三维模型进行分析对比，最终获得零件轮廓的三维模型。2.根据权利要求1所述的基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，其特征在于：所述机械臂上的3D扫描仪的运动轨迹为：其中，(Xi,C,Yi,C,Zi,C)表示3D扫描仪C的运动轨迹坐标。3.根据权利要求2所述的基于3D成型的智能工厂自动化加工中零件轮廓检测方法，其特征在于：所述(xC,yC,cC)表示运动轨迹偏移量；当xC≥0表示向三维原点坐标X轴正方向平移值为xC；xC＜0表示向三维原点坐标X轴反方向平移值为|xC|，||表示取绝对值；yC＞0表示向三维原点坐标Y轴正方向平...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福生，唐荣江，张焕龙，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：