本發(fā)明屬于板材定位的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法。

背景技術(shù)：

纖維板材的加工過程離不開板材的切割，以往板材切割過程都采用傳統(tǒng)的定位方式，即在板材鋸床兩端分別有兩個定位塊，在切割過程中，此兩個定位塊從下部分別靠在靠近板材前后端部的兩點處，并以此兩點為基線，將板材壓緊后加工成形。但對于具有對外裝飾效果的板材而言，在其表面上經(jīng)常會壓制一些花紋，有時會壓制一些規(guī)則形狀的花紋。由于成型過程中容易使板材的邊緣受到擠壓而變形，而且在皮帶輸送過程中會有一些板材的滑移，這樣可能造成所壓制的花紋的邊線與板材邊線不平行。而按照現(xiàn)有的切割定位方式，板材的定位塊壓靠板材邊線定位，勢必造成板材切割線和板材上的縱向條紋、圖形不相平行，這樣切割出的板材表面圖形會有一定角度的傾斜，使得裝飾板材拼裝后，圖形的整體效果不理想，影響板材質(zhì)量。另外，現(xiàn)有的模壓纖維板的切割定位主要采用人工操作選取定位邊的方法，容易受到人眼誤差干擾，同時切割操作間環(huán)境惡劣嚴(yán)重影響操作人員身體健康。雖然現(xiàn)有技術(shù)也嘗試采用計算機視覺定位方法，但定位誤差較大，無法滿足模壓纖維板企業(yè)大批量生產(chǎn)的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題在于提供一種模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明可以通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)：一種模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法，包括計算機視覺系統(tǒng)和姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)，所述計算機視覺系統(tǒng)設(shè)置于生產(chǎn)線中的切割工位正上方，所述計算機視覺系統(tǒng)包括第一相機、第二相機、第三相機及與所述第一相機、第二相機、第三相機匹配的三個結(jié)構(gòu)光激光器和工控機設(shè)備，所述姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)包括六軸工業(yè)機器人和機器人控制設(shè)備，包括以下步驟：

1)結(jié)構(gòu)光激光器在模壓纖維板表面的模壓槽投射的交點為a、b、c，兩條相鄰且相互垂直的模壓槽的交點為o；

2)設(shè)由oabc所確定的模壓纖維板放置于切割工位上滿足切割精度要求的位置，記此時頂點o在六軸工業(yè)機器人所在的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：a、b、c三點在三個相機中拍攝的像素坐標(biāo)分別為：經(jīng)過相機標(biāo)定之后a、b、c三點映射到六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：由a、b兩點確定的模壓槽直線方程在六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系下記為：y＝kx+b；

3)按照步驟2)，由o'a'b'c'所確定的是待定位的一塊模壓纖維板，設(shè)此時a'、b'、c'三點映射到六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：由a'、b'所確定的模壓槽直線方程在六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系下記為：y1'＝k1'x1'+b1'；o'c'與a'b'垂直，因此斜率k'2滿足：k1'k'2＝-1，o'c'在六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系中的方程可由c'在該坐標(biāo)系下的坐標(biāo)確定，記此方程為：y'2＝k'2x'2+b'2；

4)待定位模壓纖維板的模壓槽所在的直線a'b'與標(biāo)準(zhǔn)位模壓槽所在的直線ab之間的夾角為θ，

將待定位模壓纖維板旋轉(zhuǎn)θ度，使待定位模壓纖維板的模壓槽所在的直線a'b'與標(biāo)準(zhǔn)位模壓槽所在的直線ab平行；

5)經(jīng)過步驟4)旋轉(zhuǎn)定位后的模壓纖維板的頂點o”與確定的模壓纖維板的頂點o之間的坐標(biāo)差異用下式表示：

最后將δx與δy作為六軸工業(yè)機器人的調(diào)節(jié)參數(shù)將待定位的模壓纖維板平移至規(guī)定的位置。

作為本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法的優(yōu)選實施方式，所述的步驟4)進(jìn)一步包括：

當(dāng)kk1'＞0，且k1'＞k時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照順時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)kk1'＞0，且k1'＜k時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照逆時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)k＜-1，且0＜k1'＜1時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照順時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)k＜-1，且k1'＞1時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照逆時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)0＞k＞-1，且0＜k1'＜1時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照順時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)0＞k＞-1，且k1'＞1時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照逆時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

所述的步驟5)進(jìn)一步包括：o”a”b”c”是經(jīng)過旋轉(zhuǎn)調(diào)整后的模壓纖維板的位置，a”，b”，c”是按照步驟2)獲得的點，其坐標(biāo)分別為：同理可得相應(yīng)的直線方程y1″＝k1″x1″+b1″與y″2＝k″2x″2+b″2，o”點在六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值為通過求解方程y1″與y″2構(gòu)成的方程組確定。

可選的，本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法中還包括用于吸取模壓纖維板的吸盤機構(gòu)。

由上，本發(fā)明中的模壓纖維板的旋轉(zhuǎn)和移動采用吸盤機構(gòu)來進(jìn)行，吸盤的吸附作用好，防止纖維板的旋轉(zhuǎn)和移動的過程中產(chǎn)生細(xì)微位移而影響本發(fā)明的定位精度。

實施本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法的技術(shù)方案具有如下有益效果：本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法通過計算機視覺系統(tǒng)和姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)等機器系統(tǒng)對模壓纖維板進(jìn)行定位，排除人工定位方法中的個體差異及心理作用影響，本發(fā)明的機器定位方法按照特定的規(guī)則和定位準(zhǔn)則進(jìn)行定位，降低了不確定因素，且定位準(zhǔn)則可以根據(jù)實際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，適應(yīng)多種不同規(guī)格的模壓纖維板。并且，本發(fā)明在無需設(shè)置任何外部定位特征的前提下將模壓纖維板準(zhǔn)確地放置到切割工位之上，定位精度高。本發(fā)明所涉及的硬件資源易于架設(shè)于生產(chǎn)現(xiàn)場、操作程序簡便、定位精度與調(diào)整時間能夠滿足企業(yè)大批量生產(chǎn)時的次品控制與節(jié)拍要求。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下結(jié)合優(yōu)選實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)光激光器投射模壓纖維板表面示意圖。

圖2是本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法的定位過程示意圖一。

圖3是本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法的定位過程示意圖二。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式，其作為本說明書的一部分，通過實施例來說明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面、特征及其優(yōu)點通過該詳細(xì)說明將會變得一目了然。在所參照的附圖中，不同的圖中相同或相似的部件使用相同的附圖標(biāo)號來表示。為使本發(fā)明更加容易理解，下面將進(jìn)一步闡述本發(fā)明的具體實施例。

如圖1-3所示，本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法，包括計算機視覺系統(tǒng)、姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)和用于吸取模壓纖維板的吸盤機構(gòu)，所述計算機視覺系統(tǒng)設(shè)置于生產(chǎn)線中的切割工位正上方300mm處(以相機鏡頭最下端為基準(zhǔn))，所述計算機視覺系統(tǒng)包括第一相機、第二相機、第三相機及與所述第一相機、第二相機、第三相機匹配的三個結(jié)構(gòu)光激光器和工控機設(shè)備，上述相機安裝的位置保持其焦平面與切割工位上表面平行，三個相機的焦平面位于同一平面之內(nèi)且與切割工位上表面相距300mm，連接第一相機與第二相機光心的直線與連接第一相機與第三相機光心的直線在同一平面內(nèi)且互相垂直；結(jié)構(gòu)光激光器安裝在與之匹配的相機下方50mm處，且保持結(jié)構(gòu)光激光器的激光投射方向與切割工位上表面呈45°夾角，結(jié)構(gòu)光激光器投射的激光線寬要滿足企業(yè)大批量生產(chǎn)對次品控制率的要求；所述工控機設(shè)備放置于控制操作間內(nèi)，其與生產(chǎn)現(xiàn)場的相機、姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)等設(shè)備采用工業(yè)現(xiàn)場總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)設(shè)置在切割工位旁，所述姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)包括六軸工業(yè)機器人和機器人控制設(shè)備，六軸工業(yè)機器人安裝在切割工位旁，且保證六軸工業(yè)機器人的有效旋轉(zhuǎn)半徑大于六軸工業(yè)機器人與切割工位之間的距離，六軸工業(yè)機器人沿垂直方向運動的距離能夠足以保證將吸取的模壓纖維板平穩(wěn)放置到切割工位上表面，六軸工業(yè)機器人內(nèi)部控制電機的最小步進(jìn)值應(yīng)滿足生產(chǎn)企業(yè)對定位精度的要求。所述機器人控制設(shè)備安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的六軸工業(yè)機器人附近，與工控機之間采用工業(yè)現(xiàn)場總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并按照工控機對定位數(shù)據(jù)的處理結(jié)果控制機器人調(diào)整模壓纖維板的空間位置坐標(biāo)，本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法包括以下步驟：

1)結(jié)構(gòu)光激光器在模壓纖維板表面的模壓槽投射的交點為a、b、c，兩條相鄰且相互垂直的模壓槽的交點為o；

2)設(shè)由oabc所確定的模壓纖維板放置于切割工位上適合切割的位置，記此時頂點o在六軸工業(yè)機器人所在的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：a、b、c三點在三個相機中拍攝的像素坐標(biāo)分別為：由于三個相機在場景中的位置固定不變，并且它們之間安裝的距離是已知的定值，經(jīng)過相機標(biāo)定之后a、b、c三點映射到六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：a、b兩點在六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系下的方程可由其坐標(biāo)唯一確定下來，記為：y＝kx+b；

3)按照步驟2)，由o'a'b'c'所確定的是待定位的一塊模壓纖維板，設(shè)此時a'、b'、c'三點映射到六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：由a'、b'所在的直線在六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系中的方程可由其在該坐標(biāo)系下的坐標(biāo)確定，記該方程為：y1'＝k1'x1'+b1'，c'所在的直線與直線a'b'垂直，該直線的斜率k'2滿足：k1'k'2＝-1，因此該直線在六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系中的方程可由c'在該坐標(biāo)系下的坐標(biāo)確定，記此方程為：y'2＝k'2x'2+b'2；

4)待定位模壓纖維板的模壓槽所在的直線a'b'與標(biāo)準(zhǔn)位模壓槽所在的直線ab之間的夾角為θ，

將待定位模壓纖維板旋轉(zhuǎn)θ度，使待定位模壓纖維板的模壓槽所在的直線a'b'與標(biāo)準(zhǔn)位模壓槽所在的直線ab平行，由于夾角的范圍被限制在0°至90°之間，具體的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)方法分為以下幾種情況：

當(dāng)kk1'＞0，且k1'＞k時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照順時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)kk1'＞0，且k1'＜k時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照逆時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)k＜-1，且0＜k1'＜1時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照順時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)k＜-1，且k1'＞1時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照逆時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)0＞k＞-1，且0＜k1'＜1時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照順時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

當(dāng)0＞k＞-1，且k1'＞1時，此時六軸工業(yè)機器人以θ值為旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，按照逆時針方向?qū)⒋ㄎ荒豪w維板旋轉(zhuǎn)θ度。

經(jīng)過旋轉(zhuǎn)調(diào)整后的模壓纖維板位置如圖3所示。

5)o”a”b”c”是經(jīng)過旋轉(zhuǎn)調(diào)整后的模壓纖維板的位置，a”，b”，c”是按照步驟2)獲得的點，其坐標(biāo)分別為：同理可得相應(yīng)的直線方程y1”＝k1”x1”+b1”與y″2＝k″2x″2+b″2，o”在六軸工業(yè)機器人所在坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值為其可通過求解方程y1”與y″2構(gòu)成的方程組確定。經(jīng)過步驟4)旋轉(zhuǎn)定位后的模壓纖維板的頂點o”與確定的模壓纖維板的頂點o之間的坐標(biāo)差異用下式表示：

最后通過平移調(diào)整將δx與δy作為六軸工業(yè)機器人的調(diào)節(jié)參數(shù)將待定位的模壓纖維板平移至規(guī)定的位置。

實施本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法的技術(shù)方案具有如下有益效果：本發(fā)明的模壓纖維板精準(zhǔn)定位方法通過計算機視覺系統(tǒng)和姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)等機器系統(tǒng)對模壓纖維板進(jìn)行定位，排除人工定位方法中的個體差異及心理作用影響，本發(fā)明的機器定位方法按照特定的規(guī)則和定位準(zhǔn)則進(jìn)行定位，降低了不確定因素，且定位準(zhǔn)則可以根據(jù)實際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，適應(yīng)多種不同規(guī)格的模壓纖維板。并且，本發(fā)明在無需設(shè)置任何外部定位特征的前提下將模壓纖維板準(zhǔn)確地放置到切割工位之上，定位精度高。本發(fā)明所涉及的硬件資源易于架設(shè)于生產(chǎn)現(xiàn)場、操作程序簡便、定位精度與調(diào)整時間能夠滿足企業(yè)大批量生產(chǎn)時的次品控制與節(jié)拍要求，本發(fā)明中的模壓纖維板的旋轉(zhuǎn)和移動采用吸盤機構(gòu)來進(jìn)行，吸盤的吸附作用好，防止纖維板的旋轉(zhuǎn)和移動的過程中產(chǎn)生細(xì)微位移而影響本發(fā)明的定位精度。

最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。