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近来机器视觉技术迅速地步入到工业生产中,其在工业中的研究与应用日益增多,尤其在自动化生产线领域内取得了瞩目的成果。有关机器人视觉控制加工生产的研究亦紧随其后。本文主要完成以视觉探测柱形曲面轨迹为主,机器人运动为辅的联合自动切削加工方案。为使机器人精准高效地完成柱形工件表面的切削加工,运用视觉重构与机器人运动联合技术,提出了基于双目视觉和激光靶标重构点精准地生成机器人切削加工轨迹算法。其整个核心包含了三个方面的研究,即曲面全景靶标轨迹三维重构与拼接,三维靶标点轨迹拟合及姿态分析,机器人加工轨迹的生成原理。三个内容紧密相连,针对各自的目的要求,主要解决以下三个要点:(1)搭建双目CCD相机视觉环境并辅以圆点激光器测量装置,通过遍历工件表面形成了动态轨迹,运用位姿旋转矩阵理论及靶标双向跟踪算法,利用Halcon开发应用程序实现各个姿态位置拼接和360°全景靶标轨迹重构以及三维坐标提取。(2)将靶标重构轨迹点坐标经NURBS反解拟合成连续的切削加工路径,以高效便捷的自适应倍数离散差分算法规划成机器人姿态轨迹。(3)最后通过机器人视觉手眼系统的坐标系闭环链(Eye-to-Hand),解算姿态轨迹到机器人各关节运动的换算,形成了从三维重构曲线到机器人轨迹姿态规划的整套自动加工方案。经实验数据、仿真结果表明,该视觉测量系统精度较高。重构部分中图像靶标点配准误差在0.5piexl以内,在设定的相机标定视场下,双目视觉重构误差在0.4mm以下;各视场轨迹点拼接效果极佳,其拼接精度在0.036~0.045mm之间,确保能精准地提取工件轮廓的全景三维坐标;经多个算法生成的机器人空间曲线姿态轨迹真实有效,无翻转、骤变等缺陷,其主导切削的姿态方向变化在5°以内,满足姿态轨迹的连续性、平滑性需求。经机器人手眼系统规划的加工轨迹,通过仿真系统得以验证,能完成切削加工任务。