拼花瓷砖被大量应用于各种场合。当前拼花瓷砖的生产除了切割和压平热固基本上是由人工完成的,劳动强度大,生产效率较低,同时加工环境比较恶劣,影响工人健康。因此,拼花瓷砖行业亟需实现生产自动化来提高生产效率。目前,将其他自动化先进技术与拼花瓷砖生产工艺相结合仍处于探索阶段。因此,实现拼花瓷砖生产工艺自动化是一件有重要意义和巨大挑战性的任务。机器人经常应用于各种抓取、搬运任务中,适合瓷砖拼花应用。为了实现机器人自动拼花,通过查阅大量的相关文献及结合工业自动化的常用技术,主要针对拼花序列规划问题、瓷砖部件的轮廓匹配识别问题及吸附装置的最优吸附点规划问题展开研究,具体如下:1.通过分析瓷砖拼花序列规划问题与传统装配序列规划问题的异同,结合人工拼花规律,提出基于邻接边界信息的瓷砖拼花序列规划模型。分析拼花图案中相邻瓷砖部件的邻接边界与角点之间关系,基于角点搜索邻接边界,将瓷砖拼花序列规划问题视为递归问题,根据邻接边界几何信息与约束信息从已拼接瓷砖的所有邻接部件进行规划出下一拼接部件。2.针对其他文献已有的轮廓匹配方法中采用曲率信息进行角点对齐的缺点,提出一种基于唯一性角度基准的角点描述方法。通过对图形的角点进行对称性分析,搜索出对图形具有唯一性的角度基准点,通过图形形心指向该点的极轴建立基准极坐标系,以此对角点进行描述。3.基于已开发的吸附点可调的吸附装置,针对前期工作提出的算法的缺点,提出了一种新的最优吸附点规划算法。基于前期工作已提出的吸附稳定性模型,根据吸附模式的不同进行模型简化与修改,并以吸附稳定性最大为目标,对图形进行最优吸附点规划。为验证本文所提出的关键技术的可行性与有效性,分别进行了瓷砖拼花序列规划仿真实验、轮廓匹配实验、最优吸附点规划仿真实验。通过实验结果验证了本文提出的三种关键技术的可行性。此外,对比采用曲率信息进行角点对齐的轮廓匹配方法,本文的轮廓匹配方法具备更良好的稳定性;对比原吸附点规划算法,本文提出的最优吸附点规划算法克服其缺点,对平面工件的形状、大小的的适应性更强。最终,本文通过搭建的瓷砖拼花机器人工作站实验平台,完成对一个样例图案的自动化拼花,实验结果表明,本文提出的关键技术具备应用于瓷砖拼花机器人工作站的可行性。