一种机器人打磨路径生成方法和装置与流程

本发明涉及三维点云数据处理，尤其涉及一种机器人打磨路径生成方法和装置。

背景技术：

1、在通过打磨机器人对工件表面进行打磨之前，需要生成覆盖工件的打磨路径。覆盖工件的打磨路径可以是打磨机器人在对工件表面进行打磨时需要依次打磨的多个点。

2、相关技术中，常用的机器人打磨路径生成方案为：在通过打磨机器人对工件表面进行打磨之前，基于人工示教生成覆盖工件的打磨路径。基于人工示教生成覆盖工件的打磨路径的过程通常是先由操作人员通过示教器手动控制机器人末端执行器沿工件表面移动，记录一系列路径点，再由机器人控制器插值生成覆盖工件的打磨路径。基于人工示教生成覆盖工件的打磨路径的方式严重依赖操作人员的经验，示教周期长，对于复杂曲面工件难以保证路径的均匀性和覆盖度。相关技术中的机器人打磨路径生成方案依赖人工操作，无法快速、准确地生成覆盖工件的打磨路径，导致生成覆盖工件的打磨路径的过程的效率较低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种机器人打磨路径生成方法和装置，以解决相关技术中的机器人打磨路径生成方案无法快速、准确地生成覆盖工件的打磨路径，导致机器人打磨路径生成过程的效率较低的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种机器人打磨路径生成方法，包括：

3、确定待打磨工件表面在机器人基坐标系下的三维点云数据；

4、对变换后的三维点云数据进行自适应预处理；

5、将带法线的预处理后的三维点云数据转换为封闭的三角网格模型，并去除所述三角网格模型中的虚假面片；

6、根据所述三角网格模型识别所述待打磨工件的几何主方向向量，针对所述三角网格模型中的每一个三角形面片，根据所述几何主方向向量生成三角形面片的打磨路径；

7、对各个三角形面片的打磨路径进行连接，得到覆盖所述待打磨工件的打磨路径；

8、对所述打磨路径中的路径点进行工艺约束处理，得到最终的覆盖所述待打磨工件的打磨路径；

9、根据最终的打磨路径中的各个路径点的位姿信息，生成机器人运动指令。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种机器人打磨路径生成装置，包括：

11、数据确定模块，用于确定待打磨工件表面在机器人基坐标系下的三维点云数据；

12、数据预处理模块，用于对变换后的三维点云数据进行自适应预处理；

13、模型处理模块，用于将带法线的预处理后的三维点云数据转换为封闭的三角网格模型，并去除所述三角网格模型中的虚假面片；

14、面片处理模块，用于根据所述三角网格模型识别所述待打磨工件的几何主方向向量，针对所述三角网格模型中的每一个三角形面片，根据所述几何主方向向量生成三角形面片的打磨路径；

15、路径生成模块，用于对各个三角形面片的打磨路径进行连接，得到覆盖所述待打磨工件的打磨路径；

16、路径约束模块，用于对所述打磨路径中的路径点进行工艺约束处理，得到最终的覆盖所述待打磨工件的打磨路径；

17、指令生成模块，用于根据最终的打磨路径中的各个路径点的位姿信息，生成机器人运动指令。

18、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

19、至少一个处理器；

20、以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

21、其中，所述存储器存储有被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的机器人打磨路径生成方法。

22、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的机器人打磨路径生成方法。

23、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的机器人打磨路径生成方法。

24、本发明实施例的技术方案，先确定待打磨工件表面在机器人基坐标系下的三维点云数据；然后对变换后的三维点云数据进行自适应预处理；将带法线的预处理后的三维点云数据转换为封闭的三角网格模型，并去除三角网格模型中的虚假面片；根据三角网格模型识别待打磨工件的几何主方向向量，针对三角网格模型中的每一个三角形面片，根据几何主方向向量生成三角形面片的打磨路径；对各个三角形面片的打磨路径进行连接，得到覆盖待打磨工件的打磨路径；对打磨路径中的路径点进行工艺约束处理，得到最终的覆盖待打磨工件的打磨路径；最后根据最终的打磨路径中的各个路径点的位姿信息，生成机器人运动指令。本发明实施例的技术方案解决了相关技术中的机器人打磨路径生成方案无法快速、准确地生成覆盖工件的打磨路径，导致机器人打磨路径生成过程的效率较低的问题，可以自动确定待打磨工件表面的三维点云数据，并对变换后的三维点云数据进行自适应预处理，无需人工调参，适应不同尺寸和密度的工件，可以自动将三维点云数据转换为封闭的三角网格模型，并去除三角网格模型中的虚假面片，得到高质量的三角网格模型，可以自动根据三角网格模型识别待打磨工件的几何主方向向量，根据几何主方向向量生成三角网格模型中的各个三角形面片的打磨路径，进而对各个三角形面片的打磨路径进行连接，得到覆盖待打磨工件的打磨路径，并对打磨路径中的路径点进行工艺约束处理，实现自动、快速、准确地生成覆盖工件的打磨路径，提高机器人打磨路径生成过程的效率，可以自动根据打磨路径中的各个路径点的位姿信息，生成机器人运动指令。

25、常用的机器人打磨路径生成方案需要先由操作人员通过示教器手动控制机器人末端执行器沿工件表面移动，记录一系列路径点，再由机器人控制器插值生成覆盖工件的打磨路径，整个过程特别费时费力，且必须要将待打磨的工件固定且对定位精度要求很高。本发明实施例的技术方案不需要操作人员去示教点位，可以自动、快速、准确地生成覆盖工件的打磨路径和机器人运动指令。

26、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种机器人打磨路径生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机器人打磨路径生成方法，其特征在于，对变换后的三维点云数据进行自适应预处理，包括：

3.根据权利要求2所述的机器人打磨路径生成方法，其特征在于，在判断变换后的三维点云数据的总点数是否超过预设阈值之后，还包括：

4.根据权利要求2所述的机器人打磨路径生成方法，其特征在于，对变换后的三维点云数据进行体素降采样，得到降采样后的三维点云数据，包括：

5.根据权利要求1所述的机器人打磨路径生成方法，其特征在于，去除所述三角网格模型中的虚假面片，包括：

6.根据权利要求1所述的机器人打磨路径生成方法，其特征在于，根据所述三角网格模型识别所述待打磨工件的几何主方向向量，包括：

7.根据权利要求1所述的机器人打磨路径生成方法，其特征在于，对所述打磨路径中的路径点进行工艺约束处理，得到最终的覆盖所述待打磨工件的打磨路径，包括：

8.根据权利要求1所述的机器人打磨路径生成方法，其特征在于，根据最终的打磨路径中的各个路径点的位姿信息，生成机器人运动指令，包括：

9.根据权利要求8所述的机器人打磨路径生成方法，其特征在于，根据路径点的位姿信息，生成与路径点对应的机器人运动指令，包括：

10.一种机器人打磨路径生成装置，其特征在于，包括：