零件智能喷丸方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种零件智能喷丸方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.飞机、机车、汽车、汽轮机等机械中的一些重要零部件，如弹簧、轴、齿轮、连杆、叶片、轮毂等承受循环交变载荷，容易发生疲劳断裂失效。喷丸强化工艺是提高机器零部件疲劳寿命最为有效的手段。
3.相关技术中，对零部件进行喷丸处理，通常需要人工手动对零部件进行逐点逐步地示教规划，操作繁琐，效率低，并且对于零部件表明的处理精度较低，示教误差大。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种零件智能喷丸方法、装置、电子设备及存储介质，以实现喷丸操作过程的智能化、数字化以及柔性化的效果，并且，提高了喷丸操作过程的操作效率和喷丸执行轨迹的准确率。
5.根据本发明的一方面，提供了一种零件智能喷丸方法，该方法包括：
6.获取待处理零件对应的至少一组点云数据，其中，每组所述点云数据对应的零件表面类型不同；
7.根据所述至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在所述待处理零件对应坐标系中的第一空间位置信息以及与每个所述喷丸轨迹点对应的法线信息；
8.根据所述第一空间位置信息和所述法线信息，生成与所述待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将所述喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使所述喷丸执行设备在接收到所述喷丸执行脚本的情况下，基于所述喷丸执行脚本，对所述待处理零件进行喷丸处理。
9.根据本发明的另一方面，提供了一种零件智能喷丸装置，该装置包括：
10.点云数据获取模块，用于获取待处理零件对应的至少一组点云数据，其中，每组所述点云数据所对应的零件表面类型不同；
11.喷丸轨迹点确定模块，用于根据所述至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在所述待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个所述喷丸轨迹点对应的法线信息；
12.喷丸执行脚本生成模块，用于根据所述第一空间位置信息和所述法线信息，生成与所述待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将所述喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使所述喷丸执行设备在接收到所述喷丸执行脚本的情况下，基于所述喷丸执行脚本，对所述待处理零件进行喷丸处理。
13.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：
14.至少一个处理器；以及
15.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
16.所述存储器存储有可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零件智能喷丸方法。
17.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零件智能喷丸方法。
18.本发明实施例提供的技术方案，通过获取待处理零件对应的至少一组点云数据，进一步的，根据至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个喷丸轨迹点对应的法线信息；根据第一空间位置信息和法线信息，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使喷丸执行设备在接收到喷丸执行脚本的情况下，基于喷丸执行脚本，对待处理零件进行喷丸处理，解决了相关技术中人工手动对零部件进行逐点逐步地示教规划，操作繁琐，效率低，并且对于零部件表明的处理精度较低，示教误差大等问题，实现了喷丸操作过程的智能化、数字化以及柔性化的效果，并且，提高了喷丸操作过程的操作效率和喷丸执行轨迹的准确率。
19.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。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是根据本发明实施例一提供的一种零件智能喷丸方法的流程图；
22.图2是根据本发明实施例二提供的一种零件智能喷丸装置的结构示意图；
23.图3是实现本发明实施例的零件智能喷丸方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
25.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品
或设备固有的其它步骤或单元。
26.实施例一
27.图1是本发明实施例一提供的一种零件智能喷丸方法的流程图，本实施例可适用于对待处理零件进行喷丸路径规划，以及基于喷丸路径对待处理零件进行喷丸处理的情况，该方法可以由零件智能喷丸装置来执行，该零件智能喷丸装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该零件智能喷丸装置可配置于终端和/或服务器中。如图1所示，该方法包括：
28.s110、获取待处理零件对应的至少一组点云数据。
29.在本实施例中，待处理零件可以是需要进行喷丸处理的零件。本领域技术人员应当理解，喷丸处理，也称喷丸强化，是减少零件疲劳，提高零件寿命的有效方法之一。喷丸处理是将高速弹丸流喷射到零件表面，使零件表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于零件表面压应力的存在，当零件承受载荷时可以抵消一部分应力，从而提高零件的疲劳强度。待处理零件可以是任意零件，可选的，可以是长期服役于高应力工况下的金属零件，例如，飞机引擎压缩机叶片、飞机机身结构件以及汽车传动系统零件等。
30.其中，点云数据通常用于逆向工程中，是一种以点的形式记录的数据，这些点可以是三维空间中的坐标，也可以是颜色或者光照强度等信息，在实际应用过程中，点云数据一般还包括坐标精度、空间分辨率和表明法向量等内容，一般以点云数据（point cloud data，pcd）格式进行保存。在这种格式下，点云数据的可操作性较强，可以在后续过程中提高点云数据的处理效率。在本实施例中，每组点云数据对应的零件表面类型不同。零件表面类型可以是表征待处理零件的零件表面形状的类型。可选的，零件表面类型可以包括平面、曲面以及凹凸面等。
31.在实际应用中，可以通过对待处理零件进行扫描，来得到待处理零件对应的每一组点云数据。具体来说，在确定待处理零件之后，可以首先确定待处理零件中每一个需要进行喷丸处理的零件表面，并确定与每一个零件表面对应的零件表面类型。之后，根据每一个零件表面的零件表面类型，分别确定与每一个零件表面对应的表面扫描方式，例如，对于零件表面类型为平面的零件表面，其对应的表面扫描方式可以是整面连续扫描；对于零件表面类型为曲面的零件表面，其对应的表面扫描方式可以是分区域扫描，即，按照曲面弯曲方向将零件表面划分为多块区域，以使每块区域的曲面弧度接近于零度，每块区域可以近似于平面，然后，在对该零件表面进行分区域扫描。进一步的，可以根据每一个零件表面对应的表面扫描方式，设置相应的扫描参数，以使扫描设备可以根据每一个零件表面对应的扫描参数，分别对每一个零件表面进行扫描，从而得到待处理零件对应的至少一组点云数据。
32.在实际应用中，可以通过三维扫描系统对待处理零件进行扫描，以得到与待处理零件对应的至少一组点云数据。其中，三维扫描系统可以是用于对任意零件进行三维扫描，以得到零件对应的点云数据的系统。三维扫描系统可以是任意扫描系统，可选的，可以是非接触式三维扫描系统，可以包括模组和线激光。模组可以是带动线激光进行移动的设备。线激光可以是对零件进行扫描得到点云数据的设备。扫描参数可以包括模组参数和线激光参数。在实际应用中，可以根据待处理零件中需要进行喷丸处理的每一个零件表面，分别为三维扫描系统设置相应的模组参数和线激光参数，进而，可以根据参数设置完成的三维扫描系统对待处理零件进行扫描，从而得到待处理零件对应的点云数据。需要说明的是，三维扫
描系统中的激光扫描设备（如，线激光）在对待处理零件进行扫描时，所发出的激光是垂直于待处理零件的零件表面的，并且，在激光发出之后，无法改变在中途改变方向，因此，在待处理零件包括一个或多个非平面零件表面的情况下，可以首先根据待处理零件中所包括的零件表面，确定相应的表面扫描方式。这样设置的好处在于：在待处理零件中包括非平面零件表面的情况下，可以最大程度的对待处理零件进行全面扫描，保证扫描覆盖率可以近似等于100%，进而，提高了点云数据的完整度，提高了最后所得到的喷丸轨迹的覆盖度和准确度。
33.可选的，模组参数可以包括有效行程、最大行程速度、实际行程速度以及加减速段时间间隔等。需要说明的是，模组参数的参数值与要扫描的待处理零件相关联，也就是说，可以根据待处理零件，对模组参数进行参数值配置。示例性的，有效行程可以为1050毫米；最大行程速度可以为200毫米/秒以上；实际行程速度可以为100毫米/秒；加减速段时间间隔可以为0.3秒左右。可选的，线激光参数可以包括安装净距离、测量景深、视野范围、广角角度、x方向分辨率、z方向线性度以及z方向重复性等。同样的，线激光参数的参数值与要扫描的待处理零件相关联，也就是说，可以根据待处理零件，对线激光参数进行参数值配置。示例性的，安装净距离可以为270毫米；测量景深可以为550毫米；视野范围可以为145毫米-425毫米；广角角度可以为30度；x方向分辨率可以为100微米-255微米；z方向线性度可以为0.01%；z方向重复性可以为2微米。
34.s120、根据至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个喷丸轨迹点对应的法线信息。
35.在本实施例中，喷丸轨迹点可以是组成喷丸轨迹的特征点。喷丸轨迹可以为喷丸执行设备对待处理零件进行喷丸处理时的移动轨迹。第一空间位置信息可以是喷丸轨迹点在待处理零件对应的坐标系下的空间位置信息。第一空间位置信息可以是任意表征喷丸轨迹点空间位置的信息，可选的，可以为三维空间坐标。法线信息可以是垂直于喷丸轨迹点所在切平面，且经过该喷丸轨迹点的直线。
36.在实际应用中，在得到待处理零件对应的至少一组点云数据之后，由于每一组点云数据对应的零件类型不同，因此，在对已得到的至少一组点云数据进行处理时，可以根据每组点云数据对应的零件表面类型，确定相应的数据处理方式，进而，可以根据每组点云数据对应的数据处理方式对点云数据进行处理，从而可以最终得到每一个喷丸轨迹点的第一空间位置信息以及法线信息。
37.可选的，根据至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在待处理零件上的第一空间位置信息以及与每个所述喷丸轨迹点对应的法线信息，包括：根据每组点云数据对应的零件表面类型，确定与每组点云数据对应的预设数据处理算法；针对点云数据集中每种零件表面类型对应的点云数据，基于与点云数据对应的预设数据处理算法，对点云数据进行处理，得到每个喷丸轨迹点在零件表面类型对应的零件表面上的第一空间位置信息以及与每个喷丸轨迹点对应的法线信息。
38.在本实施例中，预设数据处理算法可以为预先编写的，用于对点云数据进行处理的算法。预设数据处理算法可以与零件表面类型相对应，可选的，预设数据处理算法可以包括特征点提起、曲面处理算法以及复杂曲面平滑处理算法。在实际应用中，可以对需要进行喷丸处理的零件进行统计分析，以确定多种零件表面类型，进一步的，可以根据每种零件表
面类型，预先编写相应的点云数据处理算法，并将已编写完成的多种数据处理算法与零件表面类型关联起来存储至算法库中，以在后续确定待处理零件对应的零件表面类型的情况下，可以根据已确定的零件表面类型，在算法库中调取预存储的数据处理算法，从而，基于已调取的预设数据处理算法对相应组的点云数据进行处理。
39.在实际应用中，对于待处理零件对应的至少一组点云数据，可以确定至少一组点云数据对应的每一种零件表面类型，进而，可以根据已确定的每一种零件表面类型，分别确定与零件表面类型对应的预设数据处理算法。
40.可选的，根据每组点云数据对应的零件表面类型，确定与每组所述点云数据对应的预设数据处理算法，包括：在至少一组点云数据对应的零件表面类型包括平面的情况下，与点云数据对应的预设数据处理算法为特征点提取；在至少一组点云数据对应的零件表面类型包括曲面的情况下，与点云数据对应的预设数据处理算法为曲面处理算法；在至少一组点云数据对应的零件表面类型包括凹凸面的情况下，与点云数据对应的预设数据处理算法为复杂曲面平滑处理算法。
41.在本实施例中，特征点提取算法可以是在点云数据中所包括的多个扫描点中确定满足数据处理需求的特征点并提取的算法。特征点提取算法可以理解为对点云数据进行降采样处理，在保留特征点的基础上降低数据量，进而，可以提高数据处理效率。在实际应用中，在基于三维扫描系统对待处理零件进行扫描时，为了可以对待处理零件进行全覆盖扫描，以避免遗漏需要进行喷丸处理的区域，每一个扫描点之间的间距很小，例如，0.01毫米，进而，扫描结束后得到的点云数据中包括大量的扫描点。进一步的，在根据已获取的点云数据确定喷丸轨迹时，可以仅从点云数据中所包括的扫描点中提取多个特征点，并将已提取的多个特征点作为喷丸轨迹点，将已确定的多个喷丸轨迹点串联起来，即可得到喷丸轨迹。这样设置的好处在于：可以在保留特征点的前提下，降低点云数据的数据量，进而，提高数据处理效率和喷丸轨迹的确定效率。示例性的，可以将特征点确定标准设置为25毫米，假设点云数据中第一个扫描点与第十个扫描点之间的间距为25毫米，则可以将第一个扫描点和第十个扫描点作为特征点，同时，也可以将第一个扫描点和第十个扫描点作为喷丸轨迹点，并将第二个扫描点到第九个扫描点剔除。
42.在本实施例中，曲面处理算法可以是对曲面区域的点云数据进行处理的算法。曲面处理算法可以包括曲面法线计算算法和曲面路径规划算法。在实际应用中，对于零件表面类型为曲面的点云数据，可以采用曲面路径规划算法对点云数据进行处理，以确定与该组点云数据对应的每个喷丸轨迹点，以及与每个喷丸轨迹点对应的第一空间位置信息，以及，采用曲面法线计算算法对该组点云数据进行处理，以确定与该组点云数据对应的每个喷丸轨迹点对应的法线信息。
43.在本实施例中，复杂曲面平滑处理算法可以是对凹凸面区域的点云数据进行处理的算法。可选的，复杂曲面平滑处理算法可以是移动最小二乘法（moving least squares，mls）。在实际应用中，对于零件表面类型为凹凸面的点云数据，可以采用复杂曲面平滑处理算法对点云数据进行处理，以确定与该组点云数据对应的每个喷丸轨迹点，以及与每个喷丸轨迹点对应的第一空间位置信息和法线信息。
44.在实际应用中，在确定与每组点云数据对应的预设数据处理算法之后，针对每组点云数据，可以根据当前组点云数据对应的预设数据处理算法，对当前组点云数据进行处
理，得到与当前组点云数据对应的每个喷丸轨迹点，以及每个喷丸轨迹点在待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及每个喷丸轨迹点对应的法线信息。
45.进一步的，在得到每组点云数据对应的每个喷丸轨迹点的第一空间位置信息和法线信息，可以将这些信息整合在一起，即可得到与待处理零件对应的每个喷丸轨迹点，以及与每个喷丸轨迹点对应的第一空间位置信息和法线信息。
46.s130、根据第一空间位置信息和法线信息，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使喷丸执行设备在接收到喷丸执行脚本的情况下，基于喷丸执行脚本，对待处理零件进行喷丸处理。
47.在本实施例中，在得到每一个喷丸轨迹点对应的第一空间位置信息和法线信息之后，即可根据每个第一空间位置信息和相应的法线信息，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本。
48.其中，喷丸执行脚本可以为包括喷丸轨迹以及喷丸操作执行逻辑的代码文件。喷丸执行脚本可以是根据一定的格式，编写喷丸操作执行逻辑代码后得到的计算机可执行文件，即，喷丸执行脚本可以是被计算机设备识别并执行的程序代码文件。喷丸执行设备可以是执行喷丸操作的设备。喷丸执行设备可以是任意执行设备，可选的，可以是喷丸机器人。
49.在实际应用中，可以预先设置脚本生成控件，在确定每个喷丸轨迹点对应的第一空间位置信息和法线信息之后，用户可以对该控件执行触发操作，在检测到该触发操作的情况下，可以对该触发操作进行响应，调用将已确定的每个喷丸轨迹点对应的信息转化为脚本的脚本转化方法。进而，根据已调用的脚本转化方法将每个喷丸轨迹点对应的信息转化为喷丸执行脚本，并将所生成的喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备。
50.可选的，根据第一空间位置信息和法线信息，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本，包括：根据每个喷丸轨迹点在待处理零件上的第一空间位置信息，确定在每个喷丸轨迹点在喷丸执行设备对应的坐标系下的第二空间位置信息；根据每个第二空间位置信息，生成喷丸执行设备对应的喷丸执行轨迹；根据喷丸执行轨迹、法线信息以及预先设置的喷丸参数，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本。
51.在本实施例中，第二空间位置信息可以是表征喷丸轨迹点在喷丸执行设备对应的坐标系中空间位置的信息。示例性的，第二空间位置信息可以是喷丸轨迹点在喷丸执行设备对应的坐标系中的空间坐标。
52.在实际应用中，在将待处理零件固定在转台上，未对待处理零件进行扫描之前，可以以待处理零件底面与转台平面的接触面中的任意一点为原点，建立空间坐标系，可以将该空间坐标系作为第一坐标系。类似的，可以构建与喷丸执行设备对应的空间坐标系，并将该空间坐标系作为第二坐标系。进一步的，可以根据坐标系转换矩阵，将第一坐标系和第二坐标系进行统一，以实现喷丸执行设备对应的坐标系与待处理零件对应的坐标系之间的统一。
53.进一步的，对待处理零件进行扫描，并确定每个喷丸轨迹点在待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息之后，由于已预先将待处理零件对应的坐标系与喷丸执行设备对应的坐标系统一，因此，可以直接根据每个喷丸轨迹点对应的第一空间位置信息，确定每个喷丸轨迹点在喷丸执行设备对应的坐标系中的第二空间位置信息。进而，可以根据每个喷丸轨迹点对应的第二空间位置信息，将各个喷丸轨迹点串联起来，即可得到喷丸执行
设备对应的喷丸执行轨迹。其中，喷丸执行轨迹可以是喷丸执行设备在执行喷丸操作时所依据的设备移动轨迹。
54.在本实施例中，在得到喷丸执行设备对应的喷丸执行轨迹之后，即可根据喷丸执行轨迹、每个喷丸轨迹点对应的法线信息以及预先设置的喷丸参数，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本。
55.其中，喷丸参数可以是表征喷丸执行情况的参数。可选的，喷丸参数可以包括喷丸相对距离和喷枪参数等。喷丸相对距离可以理解为喷丸执行设备与喷丸轨迹点之间的相对距离。在实际应用中，每个喷丸轨迹点对应的喷丸相对距离可以是统一的，由于待处理零件中所包括的零件表面中存在不规则的零件表面，在喷丸过程中，为了保证每个喷丸轨迹点对应的喷丸相对距离是统一的，可以通过控制喷丸执行设备来回移动即可实现。喷枪参数可以包括弹丸粒度和喷射速率等。
56.在实际应用中，在得到喷丸执行轨迹之后，可以获取预先设置的与每个喷丸轨迹点对应的喷丸参数，进一步的，可以调用脚本转化方法，对喷丸执行轨迹、每个喷丸轨迹点对应的法线信息以及每个喷丸轨迹点对应的喷丸参数进行处理，从而可以生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本并将已生成的喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备。
57.进一步的，在将喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备之后，可以对喷丸执行脚本的传输情况进行检测，以在检测到喷丸执行脚本传输完成的情况下，控制喷丸执行设备执行已接收的喷丸执行脚本。
58.在将喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备之后，还包括：响应于喷丸执行触发操作，以使喷丸执行设备执行已接收的喷丸执行脚本，并对待处理零件进行喷丸处理。
59.在本实施例中，可以预先设置喷丸执行控件，或者，预先编写一段用于触发喷丸操作执行的程序代码，在检测到用户触发该控件，或者，接收到该程序代码的情况下，即可对喷丸执行触发操作进行响应，控制喷丸执行设备对已接收的喷丸执行脚本进行执行，进而，可以控制喷丸执行设备对待处理零件进行喷丸处理。
60.在实际应用中，在确定喷丸执行脚本全部传输至喷丸执行设备的情况下，可以通过触发操作控制喷丸执行设备执行喷丸操作，在检测到喷丸执行触发操作的情况下，可以对该触发操作进行响应，对喷丸执行设备进行控制，以使喷丸执行设备读取已接收的喷丸执行脚本并执行，进而，按照喷丸执行脚本对待处理零件进行喷丸处理。
61.需要说明的是，在喷丸执行设备对待处理零件进行喷丸处理的过程中，还可以对喷丸执行情况进行检测，确定已处理的喷丸轨迹点对应的实际位置信息是否与预先确定的喷丸轨迹点的第二空间位置信息相匹配，进而，可以在检测到匹配失败时，进行预警。
62.在上述各技术方案的基础上，还包括：在喷丸执行设备对待处理零件进行喷丸处理的过程中，接收喷丸执行设备发送的已处理的喷丸轨迹点对应的实际位置信息，并将喷丸轨迹点的实际位置信息与喷丸轨迹点对应的第二空间位置信息进行比对；在实际位置信息与第二空间位置信息之间不匹配的情况下，生成喷丸停止指令并发送至喷丸执行设备，以及，基于预设预警方式进行预警。
63.在本实施例中，实际位置信息可以是在对每个喷丸轨迹点进行喷丸操作时喷丸执行设备对应的位置信息。实际位置信息也可以理解为在对每个喷丸轨迹点执行喷丸操作时，喷丸执行设备在所属坐标系中的空间位置信息。
64.喷丸停止指令可以是一段预先编写的程序代码，该程序代码可以用于控制喷丸执行设备中止运行。预设预警方式可以为预先设置的，用于告知工作人员喷丸过程出现紧急情况的方式。预设预警方式可以为任意方式，可选的，可以为通过蜂鸣器或者扬声器发出警报，或者，通过显示屏显示警报通知等。
65.在实际应用中，在喷丸执行设备对待处理零件进行喷丸处理的过程中，喷丸执行设备每处理完一个喷丸轨迹点，就可以对已处理的喷丸轨迹点对应的实际位置信息进行记录并反馈至喷丸控制端，即，发送喷丸执行脚本的终端设备端。进一步的，喷丸控制端可以接收喷丸执行设备发送的已处理的喷丸轨迹点对应的实际位置信息，并将已接收的实际位置信息与已确定的相应喷丸轨迹点对应的第二空间位置信息进行匹配，以确定这两个位置信息是否相一致。在确定任意已处理的喷丸轨迹点对应的实际位置信息与相应的第二空间位置信息不匹配的情况下，可以生成喷丸停止指令并发送至喷丸执行设备，以使喷丸执行设备停止操作，同时，还可以根据预先设置的预警方式进行预警，以使工作人员及时了解当前喷丸执行情况。
66.需要说明的是，在喷丸控制端与喷丸执行设备之间建立通讯之后，可以在喷丸控制端对应的显示界面中实时显示喷丸执行设备的姿态，并且，在喷丸执行设备对待处理零件进行喷丸处理的过程中，也可以基于喷丸控制端对应的显示界面展示喷丸处理的具体过程，也就是说，本实施例所提供的技术方案，可以实现数字孪生功能，实际场景中运行的喷丸执行设备以及被处理的待处理零件，可以通过仿真模拟的方式展示在喷丸控制端对应的显示界面上，从而可以实现喷丸执行设备实时运动的可视化。
67.在实际应用中，为了可以对喷丸效果进行质量检测，在对待处理零件进行喷丸处理结束之后，还可以获取预先设置在待处理零件上的喷丸试片对应的喷丸数据。进而，可以根据已获取的喷丸数据，进行质量校验。
68.基于此，在上述各技术方案的基础上，还包括：获取预先设置在待处理零件上的至少一个喷丸试片对应的饱和度曲线；基于预先设置的多个喷丸评价指标对每个喷丸试片对应的饱和度曲线进行分析，以基于分析结果，更新喷丸执行脚本。
69.本领域技术人员应当理解，在对任意零件进行喷丸处理之前，通常会在零件表面上的多个位置处设置喷丸试片，以对喷丸效果进行质量检测和控制。在喷丸处理过程中，试片单面在弹丸冲击下，表面层发生塑性形变，由此导致试片向喷射面呈球面状弯曲，切入球面的特定标准面到球面最高点之间的距离称为弧高度。喷丸试片可以是任意试片，可选的，可以为阿尔门试片。阿尔门试片，也叫弧高度试片，是用来表征抛喷丸效果的一种标准样块。材质可以为高精度弹簧钢片。饱和度曲线可以是表征喷丸试片在喷丸过程中的弧高度变化情况的曲线。通过获取喷丸试片在喷丸过程中的弧高值，进而，根据已获取的弧高值可以生成与喷丸试片对应的饱和度曲线。喷丸评价指标可以是对喷丸效果进行质量评价的指标。可选的，喷丸评价指标可以包括一致性、均匀性以及重复性。
70.在实际应用中，在对待处理零件喷丸结束后，可以获取预先设置在待处理零件上的每个喷丸试片的弧高值数据集，并根据每个弧高值数据值，生成与每个喷丸试片对应的饱和度曲线。进一步的，可以根据预先设置的多个喷丸评价指标分别对每个喷丸试片对应的饱和度曲线进行分析，以确定最佳的喷丸相对距离、喷丸强度以及喷丸轨迹点之间的间距等参数，从而，可以根据已确定的最佳参数组合，对已生成的喷丸执行脚本进行更新。这
样设置的好处在于：有利于喷丸工艺的改进和维护，对喷丸过程数据进行统计分析，实现了喷丸过程中的数据可溯源、喷丸过程的数字化以及喷丸过程的智能化等效果。
71.本发明实施例提供的技术方案，通过获取待处理零件对应的至少一组点云数据，进一步的，根据至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个喷丸轨迹点对应的法线信息；根据第一空间位置信息和法线信息，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使喷丸执行设备在接收到喷丸执行脚本的情况下，基于喷丸执行脚本，对待处理零件进行喷丸处理，解决了相关技术中人工手动对零部件进行逐点逐步地示教规划，操作繁琐，效率低，并且对于零部件表明的处理精度较低，示教误差大等问题，实现了喷丸操作过程的智能化、数字化以及柔性化的效果，并且，提高了喷丸操作过程的操作效率和喷丸执行轨迹的准确率。
72.实施例二
73.图2是本发明实施例二提供的一种零件智能喷丸装置的结构示意图。如图2所示，该装置包括：点云数据获取模块210、喷丸轨迹点确定模块220以及喷丸执行脚本生成模块230。
74.其中，点云数据获取模块210，用于获取待处理零件对应的至少一组点云数据，其中，每组所述点云数据所对应的零件表面类型不同；喷丸轨迹点确定模块220，用于根据所述至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在所述待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个所述喷丸轨迹点对应的法线信息；喷丸执行脚本生成模块230，用于根据所述第一空间位置信息和所述法线信息，生成与所述待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将所述喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使所述喷丸执行设备在接收到所述喷丸执行脚本的情况下，基于所述喷丸执行脚本，对所述待处理零件进行喷丸处理。
75.本发明实施例提供的技术方案，通过获取待处理零件对应的至少一组点云数据，进一步的，根据至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个喷丸轨迹点对应的法线信息；根据第一空间位置信息和法线信息，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使喷丸执行设备在接收到喷丸执行脚本的情况下，基于喷丸执行脚本，对待处理零件进行喷丸处理，解决了相关技术中人工手动对零部件进行逐点逐步地示教规划，操作繁琐，效率低，并且对于零部件表明的处理精度较低，示教误差大等问题，实现了喷丸操作过程的智能化、数字化以及柔性化的效果，并且，提高了喷丸操作过程的操作效率和喷丸执行轨迹的准确率。
76.可选的，喷丸轨迹点确定模块220包括：数据处理算法确定单元和喷丸轨迹点确定单元。
77.数据处理算法确定单元，用于根据每组所述点云数据对应的零件表面类型，确定与每组所述点云数据对应的预设数据处理算法；
78.喷丸轨迹点确定单元，用于针对每组所述点云数据，基于当前组点云数据对应的预设处理算法，对所述当前组点云数据进行处理，得到与所述当前组点云数据对应的每个喷丸轨迹点在所述待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个喷丸轨迹点对应的法线信息。
79.可选的，所述零件表面类型包括平面、曲面以及凹凸面。相应的，数据处理算法确定单元包括：特征点提取算法确定单元、曲面处理算法确定单元以及复杂曲面平滑处理算法确定单元。
80.特征点提取算法确定单元，用于在所述至少一组点云数据对应的零件表面类型包括所述平面的情况下，与所述点云数据对应的预设数据处理算法为特征点提取算法；
81.曲面处理算法确定单元，用于在所述至少一组点云数据对应的零件表面类型包括所述曲面的情况下，与所述点云数据对应的预设数据处理算法为曲面处理算法；
82.复杂曲面平滑处理算法确定单元，用于在所述至少一组点云数据对应的零件表面类型包括所述凹凸面的情况下，与所述点云数据对应的预设数据处理算法为复杂曲面平滑处理算法。
83.可选的，喷丸执行脚本生成模块230包括：第二空间位置信息确定单元、喷丸执行轨迹生成单元以及喷丸执行脚本生成单元。
84.第二空间位置信息确定单元，用于根据每个喷丸轨迹点在所述待处理零件上的第一空间位置信息，确定在所述每个喷丸轨迹点在所述喷丸执行设备对应的坐标系下的第二空间位置信息；
85.喷丸执行轨迹生成单元，用于根据所述每个第二空间位置信息，生成所述喷丸执行设备对应的喷丸执行轨迹；
86.喷丸执行脚本生成单元，用于根据所述喷丸执行轨迹、所述法线信息以及预先设置的喷丸参数，生成与所述待处理零件对应的喷丸执行脚本。
87.可选的，所述装置还包括：触发操作响应模块。
88.触发操作响应模块，用于在所述将所述喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备之后，响应于喷丸执行触发操作，以使所述喷丸执行设备执行已接收的所述喷丸执行脚本，并对所述待处理零件进行喷丸处理。
89.可选的，所述装置还包括：实时位置信息接收模块和喷丸停止指令生成模块。
90.实时位置信息接收模块，用于在所述喷丸执行设备对所述待处理零件进行喷丸处理的过程中，接收所述喷丸执行设备发送的已处理的喷丸轨迹点对应的实际位置信息，并将所述喷丸轨迹点的实际位置信息与所述喷丸轨迹点对应的第二空间位置信息进行比对；
91.喷丸停止指令生成模块，用于在所述实际位置信息与所述第二空间位置信息之间不匹配的情况下，生成喷丸停止指令并发送至所述喷丸执行设备，以及，基于预设预警方式进行预警。
92.可选的，所述装置还包括：饱和度曲线获取模块和喷丸执行脚本更新模块。
93.饱和度曲线获取模块，用于获取预先设置在所述待处理零件上的至少一个喷丸试片对应的饱和度曲线；
94.喷丸执行脚本更新模块，用于基于预先设置的多个喷丸评价指标对每个所述喷丸试片对应的饱和度曲线进行分析，以基于分析结果，更新所述喷丸执行脚本。
95.本发明实施例所提供的零件智能喷丸装置可执行本发明任意实施例所提供的零件智能喷丸方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
96.实施例三
97.图3示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备
旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
98.如图3所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（rom）12、随机访问存储器（ram）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（rom）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（ram）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线14彼此相连。输入/输出（i/o）接口15也连接至总线14。
99.电子设备10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
100.处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（cpu）、图形处理单元（gpu）、各种专用的人工智能（ai）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（dsp）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如零件智能喷丸方法。
101.在一些实施例中，零件喷丸处理方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的零件智能喷丸方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行零件智能喷丸方法。
102.本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（fpga）、专用集成电路（asic）、专用标准产品（assp）、芯片上系统的系统（soc）、负载可编程逻辑设备（cpld）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
103.用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
104.在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦除可编程只读存储器（eprom或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（cd-rom）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
105.为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，crt（阴极射线管）或者lcd（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。
106.可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（lan）、广域网（wan）、区块链网络和互联网。
107.计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
108.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
109.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种零件智能喷丸方法，其特征在于，包括：获取待处理零件对应的至少一组点云数据，其中，每组所述点云数据所对应的零件表面类型不同；根据所述至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在所述待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个所述喷丸轨迹点对应的法线信息；根据所述第一空间位置信息和所述法线信息，生成与所述待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将所述喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使所述喷丸执行设备在接收到所述喷丸执行脚本的情况下，基于所述喷丸执行脚本，对所述待处理零件进行喷丸处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在所述待处理零件上的第一空间位置信息以及与每个所述喷丸轨迹点对应的法线信息，包括：根据每组所述点云数据对应的零件表面类型，确定与每组所述点云数据对应的预设数据处理算法；针对每组所述点云数据，基于当前组点云数据对应的预设处理算法，对所述当前组点云数据进行处理，得到与所述当前组点云数据对应的每个喷丸轨迹点在所述待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个喷丸轨迹点对应的法线信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述零件表面类型包括平面、曲面以及凹凸面，相应的，根据每组所述点云数据对应的零件表面类型，确定与每组所述点云数据对应的预设数据处理算法，包括：在所述至少一组点云数据对应的零件表面类型包括所述平面的情况下，与所述点云数据对应的预设数据处理算法为特征点提取算法；在所述至少一组点云数据对应的零件表面类型包括所述曲面的情况下，与所述点云数据对应的预设数据处理算法为曲面处理算法；在所述至少一组点云数据对应的零件表面类型包括所述凹凸面的情况下，与所述点云数据对应的预设数据处理算法为复杂曲面平滑处理算法。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一空间位置信息和所述法线信息，生成与所述待处理零件对应的喷丸执行脚本，包括：根据每个喷丸轨迹点在所述待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息，确定在所述每个喷丸轨迹点在所述喷丸执行设备对应的坐标系下的第二空间位置信息；根据每个所述第二空间位置信息，生成所述喷丸执行设备对应的喷丸执行轨迹；根据所述喷丸执行轨迹、所述法线信息以及预先设置的喷丸参数，生成与所述待处理零件对应的喷丸执行脚本。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备之后，还包括：响应于喷丸执行触发操作，以使所述喷丸执行设备执行已接收的所述喷丸执行脚本，并对所述待处理零件进行喷丸处理。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述喷丸执行设备对所述待处理零件进行喷丸处理的过程中，还包括：接收所述喷丸执行设备发送的已处理的喷丸轨迹点对应的实际位置信息，并将所述喷
丸轨迹点的实际位置信息与所述喷丸轨迹点对应的第二空间位置信息进行比对；在所述实际位置信息与所述第二空间位置信息之间不匹配的情况下，生成喷丸停止指令并发送至所述喷丸执行设备，以及，基于预设预警方式进行预警。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：获取预先设置在所述待处理零件上的至少一个喷丸试片对应的饱和度曲线；基于预先设置的多个喷丸评价指标对每个所述喷丸试片对应的饱和度曲线进行分析，以基于分析结果，更新所述喷丸执行脚本。8.一种零件智能喷丸装置，其特征在于，包括：点云数据获取模块，用于获取待处理零件对应的至少一组点云数据，其中，每组所述点云数据所对应的零件表面类型不同；喷丸轨迹点确定模块，用于根据所述至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在所述待处理零件对应的坐标系中的第一空间位置信息以及与每个所述喷丸轨迹点对应的法线信息；喷丸执行脚本生成模块，用于根据所述第一空间位置信息和所述法线信息，生成与所述待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将所述喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使所述喷丸执行设备在接收到所述喷丸执行脚本的情况下，基于所述喷丸执行脚本，对所述待处理零件进行喷丸处理。9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可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权利要求1-7中任一项所述的零件智能喷丸方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，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权利要求1-7中任一项所述的零件智能喷丸方法。

技术总结
本发明公开了一种零件智能喷丸方法、装置、电子设备及存储介质。其中，该方法包括：获取待处理零件对应的至少一组点云数据，其中，每组点云数据对应的零件表面类型不同；根据至少一组点云数据，确定每个喷丸轨迹点在待处理零件对应的坐标系的第一空间位置信息以及与每个喷丸轨迹点对应的法线信息；根据第一空间位置信息和法线信息，生成与待处理零件对应的喷丸执行脚本，并将喷丸执行脚本传输至喷丸执行设备，以使喷丸执行设备在接收到喷丸执行脚本的情况下，基于喷丸执行脚本，对待处理零件进行喷丸处理。本实施例的技术方案，实现了喷丸操作过程的智能化、数字化以及柔性化的效果，并且，提高了喷丸操作过程的操作效率和喷丸执行轨迹的准确率。丸执行轨迹的准确率。丸执行轨迹的准确率。


技术研发人员：陈小虎 顾亚庆 周瑞玺 周阳 周建业 李铁年 徐鸿雁
受保护的技术使用者：昆山开信精工机械股份有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/8/5