本發(fā)明涉及板式工件加工制造技術領域，具體為一種板式工件噴膠機器人系統(tǒng)及其噴膠方法。

背景技術：

辦公用椅在加工制造過程中，需要對海綿和木板進行噴膠處理，然后將海綿和木板粘合。傳統(tǒng)的噴膠過程都是采用人工操作來實現(xiàn)的，雖然該操作比較容易，但是手工操作不僅成本高，效率低，對海綿或木板表面的噴膠也不均勻，浪費膠水，產(chǎn)品的質量也不能夠保持穩(wěn)定，而且更重要的是，噴涂膠水的工作環(huán)境嚴重影響著工作人員的身體健康，是一種高危險的工作環(huán)境。

為了解決本行業(yè)在生產(chǎn)制辦公用椅過程中，該噴膠工序遇到的上述問題，本領域的技術人員研發(fā)出了多種自動化辦公用椅的噴膠生產(chǎn)系統(tǒng)，對本行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級具有積極的作用，但是大多數(shù)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化水平不高，不能真正實現(xiàn)自動化智能生產(chǎn)，且噴膠效果也不是很好。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的問題，提出了一種板式工件噴膠機器人系統(tǒng)及其噴膠方法，能夠對板式工件進行高效、精確地噴膠，具有生產(chǎn)效率高，節(jié)省膠水、操作簡單，次品率低，質量穩(wěn)定，安全可靠，自動化程度高等優(yōu)點。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種板式工件噴膠機器人系統(tǒng)，包括若干噴膠機構，每一所述噴膠機構包括機架，設置在機架上的傳輸裝置，視覺處理房，噴膠裝置以及控制裝置；

所述傳輸裝置包括若干組首尾依次連接的直線平面?zhèn)鲃訖C構和設置在所述直線平面?zhèn)鲃訖C構上表面的托盤；

所述視覺處理房包括與所述直線平面?zhèn)鲃訖C構套接、使部分所述直線平面?zhèn)鲃訖C構位于其內部的鏤空矩形安裝架，設置在所述安裝架上的工業(yè)相機，設置在所述安裝架上的LED光源和封閉所述安裝架的遮光布罩；

所述噴膠裝置包括設置在所述安裝架上的噴膠螺旋排槍，設置在所述機架一側的熱熔膠機，以及連接所述熱熔膠機和所述噴膠螺旋排槍的膠管；所述噴膠螺旋排槍包括一排等間隔設置的單槍；

所述控制裝置包括控制柜，和設置在所述安裝架上、與所述控制柜電性連接的液晶屏；所述控制柜內部設有控制計算單元、主控電路板和電源；所述控制計算單元與所述工業(yè)相機及所述液晶屏電性連接；所述控制計算單元內部設有視覺識別模塊。

安裝在直線平面?zhèn)鲃訖C構上的視覺處理房，探測出直線平面?zhèn)鲃訖C構傳送過來的待噴涂工件的外形尺寸、位置、姿態(tài)，將此信息傳遞給控制計算單元，控制計算單元對工件建模，對比數(shù)據(jù)庫內預存的工件數(shù)據(jù)，判斷出工件型號、尺寸、位置、姿態(tài)等信息，根據(jù)這些信息確定工件的待噴涂軌跡，最后通過待噴涂軌跡以及工件的運輸速率生成排槍的啟停時序，控制排槍運動噴膠，工件數(shù)據(jù)可以是工人手工在液晶屏上輸入到控制計算單元內部。

作為優(yōu)選，所述直線平面?zhèn)鲃訖C構包括上下相互疊加的上層傳輸線和下層傳輸線，所述上層傳輸線和所述下層傳輸線分別由兩路電機通過鏈條驅動，所述上層傳輸線和所述下層傳輸線的傳輸方向相反。

作為優(yōu)選，所述直線平面?zhèn)鲃訖C構包括相鄰設置的左側傳輸線和右側傳輸線，所述左側傳輸線和所述右側傳輸線分別由兩路電機通過鏈條驅動，所述左側傳輸線和所述右側傳輸線的傳輸方向相反。

作為優(yōu)選，所述直線平面?zhèn)鲃訖C構為滾筒式或板鏈式或皮帶式傳動機構。

作為優(yōu)選，所述托盤包括木質底板層和聚四氟乙烯塑料頂板層，所述底板層和所述頂板層通過鉚釘固定。

作為優(yōu)選，所述噴膠螺旋排槍中單槍數(shù)量以及兩單槍之間的間隔需與所述托盤的邊長配合設置。

一種利用上述噴膠機器人系統(tǒng)的噴膠方法，包括以下步驟，

1）工作人員在液晶屏上通過指畫輸入需要噴膠的工件的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)存儲到控制計算單元內部；

2）將待噴膠的工件放置在托盤上，通過直線平面?zhèn)鲃訖C構將托盤以恒定的速度傳送至視覺處理房內；

3）通過工業(yè)相機拍攝工件，將工件的外形尺寸、位置、姿態(tài)信息傳遞給控制計算單元，控制計算單元對工件建模，并對比數(shù)據(jù)庫內預存的工件數(shù)據(jù)，結合工件的型號、尺寸、位置、姿態(tài)以形成一個待噴涂軌跡，通過待噴涂軌跡并結合工件的輸送速率生成噴膠螺旋排槍各個單槍的啟停時序；

4）通過噴膠螺旋排槍對在直線平面?zhèn)鲃訖C構上以一定速率前進的工件進行噴膠；

5）噴膠完成后，直線平面?zhèn)鲃訖C構繼續(xù)將托盤往前傳送至下個工藝處，并將托盤通過直線平面?zhèn)鲃訖C構送回至起始位置。

作為優(yōu)選，所述步驟3）還包括通過視覺識別模塊對工業(yè)相機采集的工件圖片進行處理以確定工件的形狀、尺寸、位置和姿態(tài)信息，包括以下步驟，

31）預先通過工業(yè)相機拍攝沒有放置工件的背景圖片，并將彩色的背景圖片轉換成灰度背景圖片，再進行濾波去噪，將預處理后的背景圖片存儲在控制計算單元中；

32）對實時拍攝的工件圖片進行預處理，將彩色圖片轉換成灰度圖片，并進行濾波去噪，以獲得預處理后的工件實時圖片；

33）通過二幀差法，將工件實時圖片減去背景圖片得到工件前景圖片；

34）對工件前景圖片進行二值化處理，得到工件前景二值化圖片,對工件前景二值化圖片進行逐列掃描，以獲取工件的像素區(qū)域，從而得到工件的形狀、尺寸、位置和姿態(tài)信息。

本發(fā)明的有益效果是，1.視覺系統(tǒng)能夠自動識別工件的型號、位置、角度來控制噴膠螺旋排槍啟停時間，按預先設定的噴膠軌跡噴膠，自動化程度高；

2.液晶觸摸屏人機交互界面，每增加新工件時，通過工人在觸摸液晶屏上簡單地涂鴉就能實現(xiàn)噴膠路徑與工件記憶功能，無需畫圖紙或編程序等高難度操作，操作簡便；

3.通過圖像識別出待噴工件的外形與位置，避免了大水漫灌式噴膠的膠料浪費，實現(xiàn)按預設軌跡精準噴膠；

4.采用噴膠排槍的方式，取消了機械臂式的運動,機構簡單可靠，相對單把槍，噴膠速度提高近20倍；

5.避免175℃的熱熔膠燙傷工人，減少工傷事故發(fā)生；

6.避免了單個工人先噴膠，后粘貼海綿時，兩工序間切換費時，導致熱熔膠冷卻不粘，質量不穩(wěn)定；

7. 同種工件的噴膠軌跡一致性好，相對人工較隨意的噴膠軌跡更合理，粘結強度更牢固，也更節(jié)省膠水，預計節(jié)省5-15%膠水量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種板式工件噴膠機器人系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為圖1中直線平面?zhèn)鲃訖C構實施例一的結構示意圖；

其中，1、機架,21、直線平面?zhèn)鲃訖C構，22、托盤，31、安裝架，32、工業(yè)相機,33、遮光布罩, 43、噴膠螺旋排槍,44、熱熔膠機,51、控制柜,52、液晶屏。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。

如圖1所示，一種板式工件噴膠機器人系統(tǒng)，包括若干依次首尾連接的噴膠機構，每一所述噴膠機構包括機架1，設置在機架1上的傳輸裝置，視覺處理房，噴膠裝置以及控制裝置。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的需求可以只設置一個噴膠機構或設置多個噴膠機構。

所述傳輸裝置包括若干組首尾依次連接的直線平面?zhèn)鲃訖C構21和設置在所述直線平面?zhèn)鲃訖C構21上表面的托盤22。所述直線平面?zhèn)鲃訖C構21包括上下相互疊加的上層傳輸線和下層傳輸線，所述上層傳輸線和所述下層傳輸線分別由兩路電機通過鏈條驅動，所述上層傳輸線和所述下層傳輸線的傳輸方向相反?；蛘?，所述直線平面?zhèn)鲃訖C構21包括相鄰設置的左側傳輸線和右側傳輸線，所述左側傳輸線和所述右側傳輸線分別由兩路電機通過鏈條驅動，所述左側傳輸線和所述右側傳輸線的傳輸方向相反。其中，所述直線平面?zhèn)鲃訖C構21為滾筒式或板鏈式或皮帶式傳動機構。

如圖2所示，直線平面?zhèn)鲃訖C構的實施例一，所述直線平面?zhèn)鲃訖C構21包括上下相互疊加的上滾筒傳輸線和下滾筒傳輸線，所述上滾筒傳輸線和所述下滾筒傳輸線分別由兩路電機通過鏈條驅動，所述上滾筒傳輸線和所述下滾筒傳輸線的傳輸方向相反。上滾筒傳輸線用于將放置在托盤22上的工件運輸?shù)揭曈X處理房進行噴膠然后再輸送至下一步工序，下滾筒傳輸線用于將噴膠完成后的托盤22送回至起始位置以便再次放置工件。

所述上滾筒傳輸線包括若干鋼制滾筒，所述滾筒的直徑為55至65毫米，最優(yōu)為60毫米，兩所述滾筒中心軸之間的距離為122至132毫米，最優(yōu)為127毫米，所述滾筒上表面距離地面的高度為75至81厘米，最優(yōu)為78毫米，所述上滾筒傳輸線的工作面寬度為100至120厘米，最優(yōu)為110厘米，所述上滾筒傳輸線的工作面長度為2.5至3.5米，最優(yōu)為3米，該結構下的上滾筒傳輸線傳輸速率最佳且成本最低。上滾筒傳輸線的其他材料為鋁型材，外觀美觀，不易生銹。

所述上滾筒傳輸線和所述下滾筒傳輸線之間的間隔為60至100毫米，最優(yōu)為80毫米，在能夠容易存取托盤22的情況下使上滾筒傳輸線和下滾筒傳輸線的間隔最小，降低了傳輸裝置的制造成本。

所述托盤22包括木質底板層和聚四氟乙烯塑料頂板層，所述底板層和所述頂板層通過鉚釘固定。托盤22為方形托盤，長寬各1米，底板層厚約16-18毫米，頂板層厚約1毫米。相比金屬板或塑料板，木板質量輕，可減輕托盤22的重量，減輕勞動強度，木板與鋼制滾筒的摩擦力合適，避免托盤在傳送線打滑，避免了噴膠位置不準確，木板在臺面上拖動時，噪音比金屬板小。聚四氟乙烯塑料板具有不粘的特性，可防止熱熔膠粘牢，積累較多熱熔膠時可以人工用抹布或海綿擦掉。所述托盤22在其四個邊側厚度方向分別開有一指孔，方便工人手指鉤掛此指孔，靈活拖動托盤22。

所述視覺處理房包括與所述直線平面?zhèn)鲃訖C構21套接、使部分所述直線平面?zhèn)鲃訖C構21位于其內部的鏤空矩形安裝架31，設置在所述安裝架31上的工業(yè)相機32，設置在所述安裝架31上的LED光源和封閉所述安裝架31的遮光布罩33。此視覺處理房與傳輸裝置各自獨立，視覺處理房可以在傳輸裝置的流水線上任意位置安放。工業(yè)相機32用于拍攝托盤22上工件圖像，特制LED光源是為了凸顯工件邊緣特征，LED光源與遮光布罩33配合，給相機提供一個穩(wěn)定的照明亮度，防止陽光、燈光等對視覺穩(wěn)定性的影響。

所述噴膠裝置包括設置在所述安裝架31上的噴膠螺旋排槍43，設置在所述機架1一側的熱熔膠機44，以及連接所述熱熔膠機44和所述噴膠螺旋排槍43的膠管。所述噴膠螺旋排槍43包括一排等間隔設置的單槍。所述噴膠螺旋排槍43中單槍數(shù)量以及兩單槍之間的間隔需與所述托盤22的邊長配合設置。噴膠螺旋排槍43是20把噴槍排成一行，每把槍的噴膠直徑調節(jié)為5厘米，20把乘以5厘米等于100厘米，等于托盤寬度1米。所述噴膠螺旋排槍43下方的滾筒上粘有特氟龍膠帶，膠帶上噴涂有脫模劑，可不粘熱熔膠。

所述控制裝置包括控制柜51，和設置在所述安裝架31上、與所述控制柜51電性連接的液晶屏52。所述控制柜51內部設有控制計算單元、主控電路板和電源，所述控制計算單元與所述工業(yè)相機32及所述液晶屏52電性連接。操作工人可以在液晶屏52上通過手指涂鴉輸入工件的數(shù)據(jù)，使該數(shù)據(jù)存儲在控制計單元中。工業(yè)相機32拍攝待噴涂工件的外形尺寸、位置、姿態(tài)，將此信息傳遞給控制計算單元，控制計算單元對工件建模，對比數(shù)據(jù)庫內預存的工件數(shù)據(jù)，判斷出工件型號、位置、姿態(tài)、待噴涂軌跡，生成噴膠螺旋排槍43各個單槍的啟停時序，控制噴膠螺旋排槍43運動噴膠?？刂朴嬎銌卧獌炔吭O有視覺識別模塊，用于處理工業(yè)相機32拍攝到的工件圖片以獲取所需的工件信息。

板式工件的噴膠方法，包括以下步驟，

1）工作人員在液晶屏52上通過指畫輸入需要噴膠的工件的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)存儲到控制計算單元內部；

2）將待噴膠的工件放置在托盤22上，通過直線平面?zhèn)鲃訖C構21將托盤22以恒定的速度傳送至視覺處理房內；

3）通過工業(yè)相機32拍攝工件，將工件的外形尺寸、位置、姿態(tài)信息傳遞給控制計算單元，控制計算單元對工件建模，并對比數(shù)據(jù)庫內預存的工件數(shù)據(jù)，結合工件的型號、尺寸、位置、姿態(tài)以形成一個待噴涂軌跡，通過待噴涂軌跡并結合工件的輸送速率生成噴膠螺旋排槍43各個單槍的啟停時序；

4）通過噴膠螺旋排槍43對在直線平面?zhèn)鲃訖C構21上以一定速率前進的工件進行噴膠；

5）噴膠完成后，直線平面?zhèn)鲃訖C構21繼續(xù)將托盤22往前傳送至下個工藝處，并將托盤22通過直線平面?zhèn)鲃訖C構21送回至起始位置。

其中，所述步驟3）還包括通過視覺識別模塊對工業(yè)相機32采集的工件圖片進行處理以確定工件的形狀、尺寸、位置和姿態(tài)信息，包括以下步驟，

31）預先通過工業(yè)相機32拍攝沒有放置工件的背景圖片，并將彩色的背景圖片轉換成灰度背景圖片，再進行濾波去噪，將預處理后的背景圖片存儲在控制計算單元中；在獲取背景圖片時，可以對多張背景圖片求平均值以獲得總的背景圖片。

32）對實時拍攝的工件圖片進行預處理，將彩色圖片轉換成灰度圖片，并進行濾波去噪，以獲得預處理后的工件實時圖片；在實時采集工件圖片時，工業(yè)相機32的拍攝角度以及焦距都固定不變，與拍攝背景圖片的角度和焦距是相同的。

33）通過二幀差法，將工件實時圖片減去背景圖片得到工件前景圖片；

34）對工件前景圖片進行二值化處理，得到工件前景二值化圖片,對工件前景二值化圖片進行逐列掃描，以獲取工件的像素區(qū)域，從而得到工件的形狀、尺寸、位置和姿態(tài)信息。在得到工件的初步信息后，可以跟存儲在控制計算單元內的工具數(shù)據(jù)信息做比對，以得到工件更精確的形狀、尺寸、位置和姿態(tài)信息。

上面所述的實施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構思和范圍進行限定。在不脫離本發(fā)明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發(fā)明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術內容，已經(jīng)全部記載在權利要求書中。