基于三维视觉的制鞋产线分布式系统及其工作方法技术方案

技术编号：42499359 阅读：14 留言：0更新日期：2024-08-22 14:11

本发明专利技术提供基于三维视觉的制鞋产线分布式系统及其工作方法，属于制鞋领域，包括信息化雾端、视觉扫描站和多个工艺成型站，视觉扫描站的第一工控机扫描工件并获取工件的点云数据，根据该点云数据与该工件对应的点云模板生成偏差矩阵，该偏差矩阵上传至信息化雾端存储，各工艺成型站均包括第二工控机和工艺机器人，第二工控机从信息化雾端获取偏差矩阵以及该工件被实施该工艺时对应的模板轨迹，并进行轨迹交换以生成加工轨迹，再将该加工轨迹结合该工艺的工艺参数后生成RPG程序。本发明专利技术的视觉扫描站不再作为总控，各工艺成型站与视觉扫描站相互独立，从而提升整个制鞋产线的可靠性，减小制鞋产线的成本，提高制鞋产线的效率。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制鞋领域，具体涉及基于三维视觉的制鞋产线分布式系统及其工作方法。

技术介绍

1、现有的制鞋产线包括视觉扫描站以及分别与视觉扫描站连接的多个成型站，视觉扫描站相当于总控，需要生成并下发各个成型站工作所需要的最终轨迹数据，成型站则直接根据该最终轨迹数据进行工艺加工，这使得视觉扫描站的工作量非常大，而且视觉扫描站中存储的工艺参数文件包含了所有成型站的工艺参数，这使得工艺参数文件太大，为了应对如此大的工作量，视觉扫描站的工控机的配置必须非常高，成本相当大也容易出现故障，且视觉扫描站下发至各成型站的数据包括了轨迹数据和工艺数据，当出现问题时无法追溯是轨迹数据的问题还是工艺数据的问题。另一方面，各个成型站的工作都依赖于视觉扫描站，若视觉扫描站出现故障，则各个成型站都无法单独工作，进而导致整个产线停止工作，而若某一个在前成型站发生故障，也会造成在后成型站无法工作。再者，当前各个成型站的机器人不仅要负责机器人的程序加载运行，还要负责产线的io逻辑控制，则使得整个机器人控制系统的压力也很大，也不利于机器人系统的升级。最后，现有的布局方式，当某一个成型站需要修改轨迹时，需要工人将所有码数的鞋拿到视觉扫描站重新扫描并重新匹配生成轨迹，这非常繁琐，极大地影响了生产效率。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提出基于三维视觉的制鞋产线分布式系统及其工作方法，视觉扫描站不再作为总控，各工艺成型站与视觉扫描站相互独立，从而提升整个制鞋产线的可靠性，减小制鞋产线的成本，提高制鞋产线的效率。

<p>2、本专利技术通过以下技术方案实现：

3、基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，包括信息化雾端、分别与信息化雾端进行数据交互的视觉扫描站和多个工艺成型站，视觉扫描站设置有第一工控机和扫描机器人，第一工控机根据扫描机器人扫描工件所得数据获取工件的点云数据，并将该点云数据与从信息化雾端获取的该工件对应的点云模板进行配准以生成偏差矩阵，该偏差矩阵上传至信息化雾端存储，各工艺成型站均包括第二工控机和工艺机器人，第二工控机存储本工艺的工艺参数文件，第二工控机从信息化雾端获取偏差矩阵以及该工件被实施该工艺时对应的模板轨迹，根据偏差矩阵对模板轨迹进行轨迹变换运算，并根据工艺参数对轨迹变换运算的结果进行工艺偏置调整，以生成该工艺的加工轨迹，再根据该加工轨迹生成rpg程序，工艺机器人根据该rpg程序动作。

4、进一步的，所述视觉扫描站还包括作为第一工控机下位机的第一plc，第一工控机控制第一plc对扫描机器人进行控制，各所述工艺成型站还包括作为第二工控机下位机的第二plc，所述第二工控机生成rgp程序后下发至第二plc，第二plc根据该rgp程序控制对应的工艺机器人动作。

5、进一步的，所述视觉扫描站还包括分别与第一工控机连接的第一io逻辑控制模块和第一rfid读写器、以及与第一plc连接的第一伺服系统，第一伺服系统用于控制扫描机器人，第一工控机根据第一rfid读写器获取工件身份信息，并依据该身份信息控制第一plc以控制扫描机器人动作对工件进行扫描，且通过第一io逻辑控制模块从信息化雾端获取点云数据并向信息化雾端上传偏差矩阵。

6、进一步的，各所述工艺成型站还包括分别与所述第二工控机连接的第二io逻辑控制模块和第二rfid读写器、以及与第二plc连接的第二伺服系统，第二伺服系统用于控制工艺机器人，第二工控机根据第二rfid读写器获取工件身份信息，依据该身份信息通过第二io逻辑控制模块从信息化雾端获取偏差矩阵以及该工件被实施该工艺时对应的模板轨迹，第二plc根据rgp程序控制伺服系统，进而控制工艺机器人动作。

7、进一步的，还包括将所述信息化雾端、视觉扫描站和各工艺成型站连接在同一局域网中的交换机。

8、进一步的，所述工艺成型站包括划线站、打磨站、胶水站和处理剂站。

9、进一步的，各所述工艺成型站还包括与所述第二工控机连接的人机交互界面，所述第二工控机还用于收集与汇总生产现场经常调整的轨迹参数、工艺参数以及机器人参数，并将这些轨迹参数、工艺参数及机器人参数显示在人机交互界面。

10、进一步的，所述工艺成型站的业务架构包括注册管理模块、机器人管理模块、工艺参数管理模块、产品工艺管理模块，注册管理模块包括站点注册和站点注销，产品工艺管理模块包括产品机器人参数设置、产品工艺个性参数设置、产品模板轨迹管理、产品模板轨迹编辑。

11、本专利技术还通过以下技术方案实现：

12、基于如上任一所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统的工作方法，包括如下步骤：

13、步骤s1、工件进入视觉扫描站，扫描机器人对工件进行扫描，第一工控机根据扫描数据获取工件的点云数据，并从信息化雾端获取该工件对应的点云模板，将点云数据与点云模板进行配准以生成偏差矩阵；

14、步骤s2、视觉扫描站将偏差矩阵上传至信息化雾端；

15、步骤s3、工件进入某工艺成型站后，该工艺成型站的第二工控机从信息化雾端获取偏差矩阵以及对该工件进行该工艺时对应的模板轨迹，根据偏差矩阵对模板轨迹进行轨迹变换运算,并根据该工艺的工艺参数对轨迹变换运算所得结果进行工艺偏置调整，以生成该工艺的加工轨迹，再根据该加工轨迹生成rpg程序，工艺机器人根据该rpg程序动作。

16、本专利技术具有如下有益效果：

17、本专利技术的视觉扫描站对工件（鞋楦）进行扫描并得到偏差矩阵后，将该偏差矩阵上传至信息化雾端，各工艺成型站则从信息化雾端下载偏差矩阵以及该工艺的模板轨迹，根据偏差矩阵对模板轨迹进行轨迹变换运算，并根据工艺参数对轨迹变换运算的结果进行工艺偏置调整，以生成该工艺的加工轨迹，再根据该加工轨迹生成rpg程序，以此控制工艺机器人动作。视觉扫描站不再作为总控向各工艺成型站下发最终轨迹数据，而是仅需对工件进行扫描并计算偏差矩阵，由各工艺成型站通过偏差矩阵、模板估计以及对应的工艺参数生成最终的加工轨迹，如此使得各工艺成型站在需要时，能够更为方便准确地追溯轨迹数据的修改或者工艺参数的修改，有利于在发生问题时及时快速地修正，且各工艺的工艺参数文件存储在各工艺成型站，视觉扫描站无需再存储工艺参数文件，运算量以及存储量的减小，大大减轻了视觉扫描站的压力，因此视觉扫描站的第一工控机配置无需太高，大大减小了整个制鞋产线的成本，也能够降低视觉扫描站的故障率；视觉扫描站和各工艺成型站分别独立地与信息化雾端进行数据交互，视觉扫描站或者某些工艺成型站的故障均不会影响到其他工艺成型站的工作，从而减小整条产线停工所带来的损失，提升整个产线的可靠性；视觉扫描站仅将偏差矩阵上传至信息化雾端，而非将所有点云数据上传，降低了传输压力，不会因为上传数量太过庞大而影响传输效率；各工艺成型站的第一工控机负责从信息化雾端下载偏差轨迹与模板轨迹，工艺机器人不再负责io逻辑控制部分，大大减小机器人控制系统的压力，也更利于机器人系统的升级；当某一个工艺成型站需要修改轨迹时，无需再将所有码数的鞋楦拿到视觉扫描站重新扫描，仅需将当前本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：包括信息化雾端、分别与信息化雾端进行数据交互的视觉扫描站和多个工艺成型站，视觉扫描站设置有第一工控机和扫描机器人，第一工控机根据扫描机器人扫描工件所得数据获取工件的点云数据，并将该点云数据与从信息化雾端获取的该工件对应的点云模板进行配准以生成偏差矩阵，该偏差矩阵上传至信息化雾端存储，各工艺成型站均包括第二工控机和工艺机器人，第二工控机存储本工艺的工艺参数文件，第二工控机从信息化雾端获取偏差矩阵以及该工件被实施该工艺时对应的模板轨迹，根据偏差矩阵对模板轨迹进行轨迹变换运算，并根据工艺参数对轨迹变换运算的结果进行工艺偏置调整，以生成该工艺的加工轨迹，再根据该加工轨迹生成RPG程序，工艺机器人根据该RPG程序动作。

2.根据权利要求1所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：所述视觉扫描站还包括作为第一工控机下位机的第一PLC，第一工控机控制第一PLC对扫描机器人进行控制，各所述工艺成型站还包括作为第二工控机下位机的第二PLC，所述第二工控机生成RGP程序后下发至第二PLC，第二PLC根据该RGP程序控制对应的工艺机器人动作。

3.根据权利要求2所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：所述视觉扫描站还包括分别与第一工控机连接的第一IO逻辑控制模块和第一RFID读写器、以及与第一PLC连接的第一伺服系统，第一伺服系统用于控制扫描机器人，第一工控机根据第一RFID读写器获取工件身份信息，并依据该身份信息控制第一PLC以控制扫描机器人动作对工件进行扫描，且通过第一IO逻辑控制模块从信息化雾端获取点云数据并向信息化雾端上传偏差矩阵。

4.根据权利要求2所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：各所述工艺成型站还包括分别与所述第二工控机连接的第二IO逻辑控制模块和第二RFID读写器、以及与第二PLC连接的第二伺服系统，第二伺服系统用于控制工艺机器人，第二工控机根据第二RFID读写器获取工件身份信息，依据该身份信息通过第二IO逻辑控制模块从信息化雾端获取偏差矩阵以及该工件被实施该工艺时对应的模板轨迹，第二PLC根据RGP程序控制伺服系统，进而控制工艺机器人动作。

5.根据权利要求1或2或3所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：还包括将所述信息化雾端、视觉扫描站和各工艺成型站连接在同一局域网中的交换机。

6.根据权利要求1或2或3所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：所述工艺成型站包括划线站、打磨站、胶水站和处理剂站。

7.根据权利要求1或2或3所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：各所述工艺成型站还包括与所述第二工控机连接的人机交互界面，所述第二工控机还用于收集与汇总生产现场经常调整的轨迹参数、工艺参数以及机器人参数，并将这些轨迹参数、工艺参数及机器人参数显示在人机交互界面。

8.根据权利要求1或2或3所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：所述工艺成型站的业务架构包括注册管理模块、机器人管理模块、工艺参数管理模块、产品工艺管理模块，注册管理模块包括站点注册和站点注销，产品工艺管理模块包括产品机器人参数设置、产品工艺个性参数设置、产品模板轨迹管理、产品模板轨迹编辑。

9.基于权利要求1-8任一所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：

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【技术特征摘要】

1.基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：包括信息化雾端、分别与信息化雾端进行数据交互的视觉扫描站和多个工艺成型站，视觉扫描站设置有第一工控机和扫描机器人，第一工控机根据扫描机器人扫描工件所得数据获取工件的点云数据，并将该点云数据与从信息化雾端获取的该工件对应的点云模板进行配准以生成偏差矩阵，该偏差矩阵上传至信息化雾端存储，各工艺成型站均包括第二工控机和工艺机器人，第二工控机存储本工艺的工艺参数文件，第二工控机从信息化雾端获取偏差矩阵以及该工件被实施该工艺时对应的模板轨迹，根据偏差矩阵对模板轨迹进行轨迹变换运算，并根据工艺参数对轨迹变换运算的结果进行工艺偏置调整，以生成该工艺的加工轨迹，再根据该加工轨迹生成rpg程序，工艺机器人根据该rpg程序动作。

2.根据权利要求1所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：所述视觉扫描站还包括作为第一工控机下位机的第一plc，第一工控机控制第一plc对扫描机器人进行控制，各所述工艺成型站还包括作为第二工控机下位机的第二plc，所述第二工控机生成rgp程序后下发至第二plc，第二plc根据该rgp程序控制对应的工艺机器人动作。

3.根据权利要求2所述的基于三维视觉的制鞋产线分布式系统，其特征在于：所述视觉扫描站还包括分别与第一工控机连接的第一io逻辑控制模块和第一rfid读写器、以及与第一plc连接的第一伺服系统，第一伺服系统用于控制扫描机器人，第一工控机根据第一rfid读写器获取工件身份信息，并依据该身份信息控制第一plc以控制扫描机器人动作对工件进行扫描，且通过第一io逻辑控制模块从信息化雾端获取点云数据并向信息化雾端上传偏差矩阵。

4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：何钊滨，李文亮，吴锦江，许烈，郑冰，张明全，吴梓鸿，王智峰，蔡启龙，
申请(专利权)人：泉州华数机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：

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