CN114260902B - 一种基于3d扫描的工业机器人轨迹离线生成方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法及***，属于工业机器人技术领域，基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法包括：对待加工工件进行3D扫描，得到待加工工件的点云模型；对点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型；根据逆向模型，构建待加工工件的计算机辅助设计CAD模型；根据CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令；所述工业机器人在所述控制指令的控制下，对所述待加工工件进行焊接。将3D扫描技术、逆向工程、CAD建模及离线编程技术相结合，解决了在未知工件CAD模型时，使用在线编程耗时长、编程复杂的问题，显著提高了工业机器人的工作效率。

Description

一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法及***

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是涉及一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法及***。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人的编程技术一直是一项具有挑战性的工作，现阶段大多数机器人都开发了在线和离线两种编程方式。

离线编程是指建立机器人三维模拟场景后，经由软件仿真计算，生成机器人运动轨迹，进而生成机器人的控制指令。程序员可以通过离线编程软件对机器人末端工具的速度、运动轨迹等进行全方位设置，无需考虑动态过程要求，即可创建、优化并验证任务计划。但是在工件CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)模型未知的情况下，并不能采用离线编程生成控制指令。

而在未知工件CAD模型的场景下，需要采用在线编程方式，该方式需要工作人员手动控制完成一系列动作，编程比较耗时，不适合形状不规则、大批量和种类多的场景，而且降低了工业机器人的工作效率。

基于上述问题，亟需一种新的轨迹生成方法以提高工业机器人的工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法及***，可对形状不规则的工件进行焊接，并提高轨迹生成的效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法，所述基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法包括：

对待加工工件进行3D扫描，得到所述待加工工件的点云模型；

对所述点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型；所述逆向模型为对所述点云模型进行拆分并拟合得到的模型；

根据所述逆向模型，构建所述待加工工件的计算机辅助设计CAD模型；

根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令；所述工业机器人在所述控制指令的控制下，对所述待加工工件进行焊接。

可选地，所述对所述点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型，具体包括：

对所述点云模型进行修复，得到修复模型；

初始化逆向工程软件的曲率敏感度，并根据所述曲率敏感度将所述修复模型划分为多个子模型；相邻子模型之间的边界为轮廓线；

根据各轮廓线，对各子模型进行区域分类，得到多个区域；

将所述多个区域拟合为一个整体，得到逆向模型。

可选地，所述对所述点云模型进行修复，得到修复模型，具体包括：

检测所述点云模型的瑕疵部分；所述瑕疵部分包括小孔、钉状物及非流形边；

将所述点云模型的小孔填充完整，钉状物平滑处理，并去除非流形边，得到第一修复模型；

检测所述第一修复模型的单点尖峰及凹凸点；

将所述单点尖峰展平，消除所述凹凸点，得到第二修复模型；

对所述第二修复模型进行松弛操作，得到最终的修复模型。

可选地，所述根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令，具体包括：

在所述CAD模型上选取起点和终点，并设置工业机器人的进刀方向和进刀角度；

根据所述起点、终点、进刀方向和进刀角度，确定工业机器人末端的路径轨迹；

根据所述路径轨迹，生成轨迹运行图；

根据所述轨迹运行图，判断所述工业机器人在运行过程中是否与待加工工件发生碰撞；

若工业机器人与待加工工件发生碰撞，则根据碰撞位置，调整工业机器人的进刀方向和进刀角度，并重新确定工业机器人末端的路径轨迹；

若工业机器人与待加工工件未发生碰撞，则根据所述轨迹运行图生成控制指令。

可选地，所述工业机器人为库卡工业机器人。

可选地，所述基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法还包括：

在所述控制指令的控制下，判断所述工业机器人末端的实际移动轨迹与所述控制指令的移动轨迹是否相同；

若工业机器人末端的实际移动轨迹与控制指令的移动轨迹不相同，则调整所述逆向工程软件的曲率敏感度，重新对所述点云模型进行逆向工程处理；

若工业机器人末端的实际移动轨迹与控制指令的移动轨迹相同，则将所述控制指令作为最终的控制指令。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***，所述基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***包括：

扫描单元，用于对待加工工件进行3D扫描，得到所述待加工工件的点云模型；

逆向处理单元，与所述扫描单元连接，用于对所述点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型；

模型建立单元，与所述逆向处理单元连接，用于根据所述逆向模型，构建所述待加工工件的CAD模型；

指令生成单元，与所述模型建立单元连接，用于根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令；所述工业机器人在所述控制指令的控制下，对所述待加工工件进行焊接。

可选地，所述逆向处理单元包括：

修复模块，与所述扫描单元连接，用于对所述点云模型进行修复，得到修复模型；

划分模块，与所述修复模块连接，用于初始化逆向工程软件的曲率敏感度，并根据所述曲率敏感度将所述修复模型划分为多个子模型；相邻子模型之间的边界为轮廓线；

分类模块，与所述划分模块连接，用于根据各轮廓线，对各子模型进行区域分类，得到多个区域；

拟合模块，与所述分类模块连接，用于将所述多个区域拟合为一个整体，得到逆向模型。

可选地，所述修复模块包括：

第一检测子模块，与所述扫描单元连接，用于检测所述点云模型的瑕疵部分；所述瑕疵部分包括小孔、钉状物及非流形边；

第一修复子模块，与所述瑕疵检测子模块连接，用于将所述点云模型的小孔填充完整，钉状物平滑处理，并去除非流形边，得到第一修复模型；

第二检测模块，与所述第一修复子模块连接，用于检测所述第一修复模型的单点尖峰及凹凸点；

第二修复子模块，与所述第二检测模块连接，用于将所述单点尖峰展平，消除所述凹凸点，得到第二修复模型；

松弛子模块，与所述第二修复子模块连接，用于对所述第二修复模型进行松弛操作，得到最终的修复模型。

可选地，所述指令生成单元包括：

参数确定模块，与所述模型建立单元连接，用于在所述CAD模型上选取起点和终点，并设置工业机器人的进刀方向和进刀角度；

轨迹确定模块，与所述参数确定模块连接，用于根据所述起点、终点、进刀方向和进刀角度，确定工业机器人末端的路径轨迹；

轨迹运行图确定模块，与所述轨迹确定模块连接，用于根据所述路径轨迹，生成轨迹运行图；

判断模块，与所述轨迹运行图确定模块连接，用于根据所述轨迹运行图，判断所述工业机器人在运行过程中是否与待加工工件发生碰撞；

调整模块，分别与所述判断模块及所述参数确定模块连接，用于在工业机器人与待加工工件发生碰撞时，根据碰撞位置，调整工业机器人的进刀方向和进刀角度，并重新确定工业机器人末端的路径轨迹；

生成模块，与所述判断模块连接，用于在工业机器人与待加工工件未发生碰撞时，根据所述轨迹运行图生成控制指令。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：首先对待加工工件进行3D扫描，得到待加工工件的点云模型，3D扫描技术能够将工件实物快速转换为计算机能处理的数字信号，再对点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型，通过对点云模型进行逆向工程处理，能够快速拟合出待加工工件的轮廓，根据逆向模型，构建待加工工件的CAD模型，再根据CAD模型生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令，通过离线的方式生成的控制指令适用于大批量工件的焊接，无需实时修改控制指令，提高了轨迹的生成效率，进而提高工业机器人的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法的流程图；

图2为本发明基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法实施过程的结构框图；

图3为待加工工件的示例图；

图4为本发明基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***的模块结构示意图。

符号说明：

扫描单元-1，逆向处理单元-2，模型建立单元-3，指令生成单元-4，判断单元-5，调整单元-6，指令确定单元-7，第一部件-11，第二部件-12，第三部件-13，第四部件-14，第五部件-15。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法及***，通过对待加工工件进行3D扫描，能够将工件实物快速转换为计算机能处理的数字信号，再对点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型，快速拟合出待加工工件的轮廓，根据逆向模型，构建待加工工件的CAD模型，再根据CAD模型生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令，通过离线的方式生成的控制指令适用于大批量工件的焊接，无需实时修改控制指令，提高了轨迹的生成效率，进而提高工业机器人的工作效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法包括：

S1：对待加工工件进行3D扫描，得到所述待加工工件的点云模型。具体地，使用3D扫描仪扫描工件，并采用MarvelScan软件自动生成点云模型。在本实施例中，所述待加工工件为陶瓷工件。

3D扫描技术通过对工件空间外形和结构进行扫描，获得工件的形状(几何尺寸)、外观数据(如颜色、表面反照率等性质)及空间坐标，能够将工件的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为工件数字化提供了方便快捷的手段。

S2：对所述点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型。所述逆向模型为对所述点云模型进行拆分并拟合得到的模型。由于stl格式的点云模型无法在工程中直接编辑使用，因此需要将点云模型进行修复和逆向处理，并保存成stp或iges格式。在本实施例中，采用逆向工程软件对点云模型进行逆向工程处理。

S3：根据所述逆向模型，构建所述待加工工件的CAD模型。具体地，获取逆向模型的具体尺寸，根据尺寸构建待加工工件的CAD模型。

S4：根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令。所述工业机器人在所述控制指令的控制下，对所述待加工工件进行焊接。具体地，将CAD模型导入离线编程软件，规划工业机器人末端工具的移动速度、运动轨迹等，无需考虑动态过程要求，即可创建、优化并验证任务计划工具的移动轨迹，生成控制指令。

进一步地，步骤S2对所述点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型，具体包括：

S21：对所述点云模型进行修复，得到修复模型。

S22：初始化逆向工程软件的曲率敏感度，并根据所述曲率敏感度将所述修复模型划分为多个子模型。相邻子模型之间的边界为轮廓线。在本实施例中，初始的曲率敏感度为70。

S23：根据各轮廓线，对各子模型进行区域分类，得到多个区域。

S24：将所述多个区域拟合为一个整体，得到逆向模型。

更进一步地，步骤S21对所述点云模型进行修复，得到修复模型，具体包括：

S211：检测所述点云模型的瑕疵部分。所述瑕疵部分包括小孔、钉状物及非流形边。在本实施例中，采用逆向工程软件的网格医生功能检测点云模型的瑕疵部分。

S212：将所述点云模型的小孔填充完整，钉状物平滑处理，并去除非流形边，得到第一修复模型。在本实施例中，首先对点云模型进行整体修复，逆向工程软件的网格医生功能可以自动识别并修复大部分肉眼不可见和一些微小瑕疵，包括将小孔填充完整、钉状物进行平滑处理，还有一些自相交、非流形边等错误也可以消除。

S213：检测所述第一修复模型的单点尖峰及凹凸点。

S214：将所述单点尖峰展平，消除凹凸点，得到第二修复模型。使得第二修复模型更加平滑。

另外，修复过程中还包括根据待加工工件实体的形状，删除第一修复模型中多余的部分，使第一修复模型的形状与待加工工件一致。具体地，利用套索工具选择尖峰或凹凸点，使用去除特征功能将单点尖峰展平，消除凹凸点。

修复过程中还包括对第一修复模型缺失的地方进行填充，根据缺失情况分别进行内部孔、边界孔填充。具体地，根据孔周边曲面，选择曲率、平面或切线填充方法进行填充。

S215：对所述第二修复模型进行松弛操作，得到最终的修复模型。对第二修复模型进行松弛操作，最大限度减少单独多边形的角度，使模型更加平滑。

进一步地，步骤S4根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令，具体包括：

S41：在所述CAD模型上选取起点和终点，并设置工业机器人的进刀方向和进刀角度。优选地，所述工业机器人为库卡工业机器人。

S42：根据所述起点、终点、进刀方向和进刀角度，确定工业机器人末端的路径轨迹。

S43：根据所述路径轨迹，生成轨迹运行图。

S44：根据所述轨迹运行图，判断所述工业机器人在运行过程中是否与待加工工件发生碰撞。

S45：若工业机器人与待加工工件发生碰撞，则根据碰撞位置，调整工业机器人的进刀方向和进刀角度，并重新确定工业机器人末端的路径轨迹。

S46：若工业机器人与待加工工件未发生碰撞，则根据所述轨迹运行图生成控制指令。

为了提高控制指令的准确度，实现大批量焊接工件，本发明基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法还包括：

S5：在所述控制指令的控制下，判断所述工业机器人末端的实际移动轨迹与控制指令的移动轨迹是否相同。

S6：若工业机器人末端的实际移动轨迹与控制指令的移动轨迹不相同，则调整所述逆向工程软件的曲率敏感度，重新对所述点云模型进行逆向工程处理。

S7：若工业机器人末端的实际移动轨迹与控制指令的移动轨迹相同，则将所述控制指令作为最终的控制指令。

本发明首先利用三维扫描获得待加工工件的空间外形和结构，用专业的逆向工程软件进行数据处理，修正误差得到待加工工件的精确尺寸，以此为基础进行待加工工件的三维建模。其次，将逆向得到的三维模型导入离线编程软件，生成机器人的运动轨迹。最后，将指令拷贝到实体机器人上进行验证调试，确保完成较好的调试效果。

如图2所示，本发明基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法的实施过程中可分为3D扫描仪***、逆向工程软件、CAD软件、离线编程软件、工业机器人与工件实体。其中，3D扫描仪***是数据采集模块，用于扫描工件，生成相应的点云模型。逆向工程软件是数据处理模块，用于将点云模型转换成工程中能够使用的格式。CAD软件也是数据处理模块，用于建立工件的CAD模型，便于离线编程使用。离线编程软件也是数据处理模块，用于规划工业机器人在工件上的移动轨迹。工业机器人和工件实体是验证模块，用于验证离线编程软件生成的控制指令的正确性。

为了更好的理解本发明的方案，下面结合具体实施例进一步进行说明。

本实施例中待加工工件为图3所示形状的陶瓷瓶。

手持3D扫描仪围绕陶瓷瓶周围进行扫描。尽量将陶瓷瓶每个部分都扫描完整，扫描完成后即可获取陶瓷瓶的几何尺寸数据，配合MarvelScan软件，将几何尺寸数据自动生成stl格式的点云模型，从而得到陶瓷瓶的空间外形和结构。

利用逆向工程软件对点云模型进行修复，并探测修复模型的区域，将修复模型分为五个部分。然后将相邻各部分的边界设为轮廓线，对各部分进行区域分类。在本实施例中，从上到下依次是圆柱区域、锥形区域、圆柱区域、锥形区域和圆柱区域。区域分类完成后，即重新构成了每个部分。最后将各部分拟合成一个整体，逆向过程完成，并保存为stp格式。

如图3所示，将逆向模型分为5个部分，采用圆环拉伸的方式构建的第一部件11，采用放样的方式构建第二部件12，采用圆环拉伸的方式构建第三部件13，由于逆向模型上下对称，采用镜像的方式构建第四部件14和第五部件15，构建完成后，将其保存为stp或iges等格式。

在离线编程软件中选择机器人库添加KUKA机器人模型，将CAD模型添加到离线编程软件，离线编程软件自动识别CAD模型的尺寸数据。

以工业机器人焊接任务为例，规划工业机器人末端焊枪的移动轨迹：建立5D焊接工程，在CAD模型表面建立圆弧轨迹，设置进刀方向和角度，然后编辑刀具路径，选择避免碰撞和奇异点的路径规划，最后进行路径优化并应用。

进刀方向和角度不同规划的轨迹也不同，由于受限于工业机器人的工作空间和奇异点等约束，规划的轨迹可能不存在，因此需要反复调整CAD模型位置和进刀的方向和角度。优化完成后，使用离线编程软件的后处理器模块，根据上述轨迹生成库卡机器人的控制指令。

如图4所示，本发明基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***包括：扫描单元1、逆向处理单元2、模型建立单元3、指令生成单元4。

其中，所述扫描单元1用于对待加工工件进行3D扫描，得到所述待加工工件的点云模型。

所述逆向处理单元2与所述扫描单元1连接，所述逆向处理单元2用于对所述点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型。

所述模型建立单元3与所述逆向处理单元2连接，所述模型建立单元3用于根据所述逆向模型，构建所述待加工工件的CAD模型。

所述指令生成单元4与所述模型建立单元3连接，所述指令生成单元4用于根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令；所述工业机器人在所述控制指令的控制下，对所述待加工工件进行焊接。

进一步地，所述逆向处理单元2包括：修复模块、划分模块、分类模块及拟合模块。

其中，所述修复模块与所述扫描单元1连接，所述修复模块用于对所述点云模型进行修复，得到修复模型。

所述划分模块与所述修复模块连接，所述划分模块用于初始化逆向工程软件的曲率敏感度，并根据所述曲率敏感度将所述修复模型划分为多个子模型；相邻子模型之间的边界为轮廓线。

所述分类模块与所述划分模块连接，所述分类模块用于根据各轮廓线，对各子模型进行区域分类，得到多个区域。

所述拟合模块与所述分类模块连接，所述拟合模块用于将所述多个区域拟合为一个整体，得到逆向模型。

具体地，所述修复模块包括：第一检测子模块、第一修复子模块、第二检测子模块、第二修复子模块及松弛子模块。

其中，所述第一检测子模块与所述扫描单元1连接，所述第一检测子模块用于采用所述逆向工程软件的网格医生功能，检测所述点云模型的瑕疵部分。所述瑕疵部分包括小孔、钉状物及非流形边。

所述第一修复子模块与所述瑕疵检测子模块连接，所述第一修复子模块用于将所述点云模型的小孔填充完整，钉状物平滑处理，并去除非流形边，得到第一修复模型。

所述第二检测子模块与所述第一修复子模块连接，所述第二检测模块用于检测所述第一修复模型的单点尖峰及凹凸点。

所述第二修复子模块与所述第二检测子模块连接，所述第二修复子模块用于将所述单点尖峰展平，消除凹凸点，得到第二修复模型。

所述松弛子模块与所述第二修复子模块连接，所述松弛子模块用于对所述第二修复模型进行松弛操作，得到最终的修复模型。

更进一步地，所述指令生成单元4包括：参数确定模块、轨迹确定模块、轨迹运行图确定模块、判断模块、调整模块及生成模块。

其中，所述参数确定模块与所述模型建立单元3连接，所述参数确定模块用于在所述CAD模型上选取起点和终点，并设置工业机器人的进刀方向和进刀角度。

所述轨迹确定模块与所述参数确定模块连接，所述轨迹确定模块用于根据所述起点、终点、进刀方向和进刀角度，确定工业机器人末端的路径轨迹。

所述轨迹运行图确定模块与所述轨迹确定模块连接，所述轨迹运行图确定模块用于根据所述路径轨迹，生成轨迹运行图。

所述判断模块与所述轨迹运行图确定模块连接，所述判断模块用于根据所述轨迹运行图，判断所述工业机器人在运行过程中是否与待加工工件发生碰撞。

所述调整模块分别与所述判断模块及所述参数确定模块连接，所述调整模块用于在工业机器人与待加工工件发生碰撞时，根据碰撞位置，调整工业机器人的进刀方向和进刀角度，并重新确定工业机器人末端的路径轨迹。

所述生成模块与所述判断模块连接，所述生成模块用于在工业机器人与待加工工件未发生碰撞时，根据所述轨迹运行图生成控制指令。

所述基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***还包括：判断单元5、调整单元6及指令确定单元7。

其中，所述判断单元5与所述指令生成单元4连接，所述判断单元5用于在所述控制指令的控制下，判断所述工业机器人末端的实际移动轨迹与仿真轨迹是否相同；所述仿真轨迹为预先设定的轨迹。

所述调整单元6分别与所述判断单元5及所述逆向处理单元2单元连接，所述调整单元6用于在工业机器人末端的实际移动轨迹与仿真轨迹不相同时，调整所述逆向工程软件的曲率敏感度，重新对所述点云模型进行逆向工程处理。

所述指令确定单元7与所述判断单元5连接，所述指令确定单元6用于在工业机器人末端的实际移动轨迹与仿真轨迹相同时，将所述控制指令作为最终的控制指令。

相对于现有技术，本发明基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***与上述基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法的有益效果相同，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法，其特征在于，所述基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法包括：

对待加工工件进行3D扫描，得到所述待加工工件的点云模型；

对所述点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型，具体包括：对所述点云模型进行修复，得到修复模型；初始化逆向工程软件的曲率敏感度，并根据所述曲率敏感度将所述修复模型划分为多个子模型；相邻子模型之间的边界为轮廓线；根据各轮廓线，对各子模型进行区域分类，得到多个区域；将所述多个区域拟合为一个整体，得到逆向模型；所述逆向模型为对所述点云模型进行拆分并拟合得到的模型；

根据所述逆向模型，构建所述待加工工件的计算机辅助设计CAD模型；

根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令，具体包括：将逆向得到的三维模型导入离线编程软件，生成机器人的运动轨迹；所述工业机器人在所述控制指令的控制下，对所述待加工工件进行焊接；

在所述控制指令的控制下，判断所述工业机器人末端的实际移动轨迹与所述控制指令的移动轨迹是否相同；

若工业机器人末端的实际移动轨迹与控制指令的移动轨迹不相同，则调整所述逆向工程软件的曲率敏感度，重新对所述点云模型进行逆向工程处理；

若工业机器人末端的实际移动轨迹与控制指令的移动轨迹相同，则将所述控制指令作为最终的控制指令。

2.根据权利要求1所述的基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法，其特征在于，所述对所述点云模型进行修复，得到修复模型，具体包括：

检测所述点云模型的瑕疵部分；所述瑕疵部分包括小孔、钉状物及非流形边；

将所述点云模型的小孔填充完整，钉状物平滑处理，并去除非流形边，得到第一修复模型；

检测所述第一修复模型的单点尖峰及凹凸点；

将所述单点尖峰展平，消除所述凹凸点，得到第二修复模型；

对所述第二修复模型进行松弛操作，得到最终的修复模型。

3.根据权利要求1所述的基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法，其特征在于，所述根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令，具体包括：

在所述CAD模型上选取起点和终点，并设置工业机器人的进刀方向和进刀角度；

根据所述起点、终点、进刀方向和进刀角度，确定工业机器人末端的路径轨迹；

根据所述路径轨迹，生成轨迹运行图；

根据所述轨迹运行图，判断所述工业机器人在运行过程中是否与待加工工件发生碰撞；

若工业机器人与待加工工件发生碰撞，则根据碰撞位置，调整工业机器人的进刀方向和进刀角度，并重新确定工业机器人末端的路径轨迹；

若工业机器人与待加工工件未发生碰撞，则根据所述轨迹运行图生成控制指令。

4.根据权利要求1所述的基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成方法，其特征在于，所述工业机器人为库卡工业机器人。

5.一种基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***，其特征在于，所述基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***包括：

扫描单元，用于对待加工工件进行3D扫描，得到所述待加工工件的点云模型；

逆向处理单元，与所述扫描单元连接，用于对所述点云模型进行逆向工程处理，得到逆向模型；

所述逆向处理单元包括：

修复模块，与所述扫描单元连接，用于对所述点云模型进行修复，得到修复模型；

划分模块，与所述修复模块连接，用于初始化逆向工程软件的曲率敏感度，并根据所述曲率敏感度将所述修复模型划分为多个子模型；相邻子模型之间的边界为轮廓线；

分类模块，与所述划分模块连接，用于根据各轮廓线，对各子模型进行区域分类，得到多个区域；

拟合模块，与所述分类模块连接，用于将所述多个区域拟合为一个整体，得到逆向模型；

模型建立单元，与所述逆向处理单元连接，用于根据所述逆向模型，构建所述待加工工件的CAD模型；

指令生成单元，与所述模型建立单元连接，用于根据所述CAD模型，生成控制工业机器人末端移动轨迹的控制指令，具体包括：将逆向得到的三维模型导入离线编程软件，生成机器人的运动轨迹；所述工业机器人在所述控制指令的控制下，对所述待加工工件进行焊接；

判断单元，与所述指令生成单元连接，用于在所述控制指令的控制下，判断所述工业机器人末端的实际移动轨迹与仿真轨迹是否相同；所述仿真轨迹为预先设定的轨迹；

调整单元，分别与所述判断单元及所述逆向处理单元连接，用于在工业机器人末端的实际移动轨迹与仿真轨迹不相同时，调整所述逆向工程软件的曲率敏感度，重新对所述点云模型进行逆向工程处理；

指令确定单元，与所述判断单元连接，用于在工业机器人末端的实际移动轨迹与仿真轨迹相同时，将所述控制指令作为最终的控制指令。

6.根据权利要求5所述的基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***，其特征在于，所述修复模块包括：

第一检测子模块，与所述扫描单元连接，用于检测所述点云模型的瑕疵部分；所述瑕疵部分包括小孔、钉状物及非流形边；

第一修复子模块，与所述第一检测子模块连接，用于将所述点云模型的小孔填充完整，钉状物平滑处理，并去除非流形边，得到第一修复模型；

第二检测模块，与所述第一修复子模块连接，用于检测所述第一修复模型的单点尖峰及凹凸点；

第二修复子模块，与所述第二检测模块连接，用于将所述单点尖峰展平，消除所述凹凸点，得到第二修复模型；

松弛子模块，与所述第二修复子模块连接，用于对所述第二修复模型进行松弛操作，得到最终的修复模型。

7.根据权利要求5所述的基于3D扫描的工业机器人轨迹离线生成***，其特征在于，所述指令生成单元包括：

参数确定模块，与所述模型建立单元连接，用于在所述CAD模型上选取起点和终点，并设置工业机器人的进刀方向和进刀角度；

轨迹确定模块，与所述参数确定模块连接，用于根据所述起点、终点、进刀方向和进刀角度，确定工业机器人末端的路径轨迹；

轨迹运行图确定模块，与所述轨迹确定模块连接，用于根据所述路径轨迹，生成轨迹运行图；

判断模块，与所述轨迹运行图确定模块连接，用于根据所述轨迹运行图，判断所述工业机器人在运行过程中是否与待加工工件发生碰撞；

调整模块，分别与所述判断模块及所述参数确定模块连接，用于在工业机器人与待加工工件发生碰撞时，根据碰撞位置，调整工业机器人的进刀方向和进刀角度，并重新确定工业机器人末端的路径轨迹；

生成模块，与所述判断模块连接，用于在工业机器人与待加工工件未发生碰撞时，根据所述轨迹运行图生成控制指令。