預(yù)設(shè)閾 值(步驟1618)，則進(jìn)入步驟1620,否則，停止計算坐標(biāo)X' '。
[0091] 在步驟1620中，確定X"的最大值X"_Max和X"_Min。在一個實(shí)施例中，比較 所述最大值X' ' _Maxl和所述最大值X' ' _Max2,并且比較所述最小值X' ' _Minl和所述最 小值X'' _Min2。當(dāng)所述最大值X'' _Maxl等于所述最大值X'' _Max2,則所述目標(biāo)噴涂節(jié)點(diǎn) 的三維坐標(biāo)中的X' '坐標(biāo)的最大值X' ' _Max等于X' ' _Maxl或X' ' _Max2,否則，X' '坐標(biāo) 的最大值X' ' _Max為X' ' _Maxl和X' ' _Max2中的較小值。當(dāng)所述最小值X' ' _Minl等于 所述最小值X' ' _Min2,則所述目標(biāo)噴涂節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)中的X' '坐標(biāo)的最小值X' Min 等于 X'' _Minl 或 X'' _Min2,否則，X'' 坐標(biāo)的最小值 X'' _ Min 為 X'' _Minl 和 X'' _Min2 中的較小值； 在步驟1622中，根據(jù)所述待噴涂工件的噴涂面信息從X' ' _Min和X' ' _Max中選擇一 個值作為坐標(biāo)X''，以確定所述目標(biāo)噴涂節(jié)點(diǎn)在三維空間的坐標(biāo)（X''，Y''，Z''）（步驟 1624)。
[0092] 圖17所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的計算每一個噴涂節(jié)點(diǎn)法向量的方法流程圖 1108。圖17是對圖11中的步驟1108的進(jìn)一步描述。圖17是選取其中給一個目標(biāo)噴涂節(jié) 點(diǎn)J舉例說明。如前所述，噴涂節(jié)點(diǎn)法向量Y表示噴槍在噴涂節(jié)點(diǎn)的空間姿態(tài)。
[0093] 圖18所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的目標(biāo)噴涂節(jié)點(diǎn)J和相鄰節(jié)點(diǎn)Jl、J2、J3和J4 的示意圖。以下將結(jié)合圖17和圖18進(jìn)行描述。
[0094] 在步驟1702中，讀取目標(biāo)噴涂節(jié)點(diǎn)J的三維空間坐標(biāo)。在步驟1704中，檢測所述 目標(biāo)噴涂節(jié)點(diǎn)的四個相鄰方向上的相鄰節(jié)點(diǎn)J1、J2、J3和J4。在步驟1706中，讀取所述四 個相鄰節(jié)點(diǎn)Jl、J2、J3和J4的三維空間坐標(biāo)。在步驟1708中，分別用直線連接噴涂節(jié)點(diǎn) J、Jl、J2、J3 和 J4 構(gòu)成的三角形（J，Jl，J2)、（ J，J2, J3)、（ J，J3, J4)和（J，J4, J1)，其中， (J，Jl，J2)表示用直線將節(jié)點(diǎn)J、J1和J2連接形成的三角形，（J，J2, J3)表示用直線將節(jié) 點(diǎn)J、J2和J3連接形成的三角形，（J，J3, J4)表示用直線將節(jié)點(diǎn)J、J3和J4連接形成的 三角形，（J，J4, Jl)表示用直線將節(jié)點(diǎn)J、J4和Jl連接形成的三角形。在步驟1708中， 分別計算三角形（J，Jl，J2)、（ J，J2, J3)、（ J，J3, J4)和（J，J4, Jl)的4個法向量。三角形 的法向量是指與三角形所形成的面垂直的方向矢量。在步驟1710中，計算所述4個法向量 的平均值，以得到所述目標(biāo)噴涂節(jié)點(diǎn)J的法向量。
[0095] 優(yōu)點(diǎn)在于，圖17中的計算法向量的方法考慮了目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的四個方向的情況，由 此，該法向量能夠更加準(zhǔn)確的表現(xiàn)噴槍在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)應(yīng)有的角度和姿態(tài)，提高了噴涂的準(zhǔn)確 性。
[0096] 圖19所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對所述噴涂軌跡進(jìn)行空間擬合的方法流程圖 1112。圖19是對圖11中的步驟1112的進(jìn)一步描述。
[0097] 對于空間生成的噴涂節(jié)點(diǎn)，每一行(列）在空間表示為一條空間曲線。如果將兩兩 噴涂節(jié)點(diǎn)間以直線表示，則不利于機(jī)器人的噴涂作業(yè)，因此需要對生成的噴涂軌跡進(jìn)行擬 合，以直線和曲線進(jìn)行表示。
[0098] 在步驟1902中，選擇所述每一個噴涂節(jié)點(diǎn)的掃描方式。在步驟1904中，根據(jù)所述 掃描方式讀取所述多個待噴涂面的當(dāng)前面的數(shù)據(jù)。在步驟1906中，根據(jù)第N行節(jié)點(diǎn)的三維 坐標(biāo)將所述第N行節(jié)點(diǎn)投影到所述當(dāng)前面，以得到在所述當(dāng)前面上的多個投影節(jié)點(diǎn)的三維 坐標(biāo)。在步驟1908中，計算所述多個投影節(jié)點(diǎn)的每個節(jié)點(diǎn)與所述第N行節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的 連接線的斜率。在步驟1910中，比較每個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的斜率和相鄰節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的斜率之間的大 小。在步驟1912中，當(dāng)所述比較結(jié)果表明當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的斜率與相鄰斜率相等(說明當(dāng)前節(jié)點(diǎn) 與相鄰節(jié)點(diǎn)是處于一個平面上)，則對所述第一節(jié)點(diǎn)加上第一編號，否則（說明當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與 相鄰節(jié)點(diǎn)是處于不同平面上)，對所述第一節(jié)點(diǎn)加上第二編號。
[0099] 在步驟1914中，根據(jù)所述編號確定索引值。遍歷檢測所述多個投影節(jié)點(diǎn)的編號。 當(dāng)所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的編號為第一編號時，則在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)之間 的區(qū)間加上第一索引值(例如：邏輯0)。當(dāng)所述第一節(jié)點(diǎn)的編號為第二編號時，則在所述第 一節(jié)點(diǎn)和所述第一節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)之間的區(qū)間加上第二索引值(例如：邏輯1)。
[0100] 在步驟1916中，根據(jù)所述每一個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的索引值擬合所述噴涂軌跡。具體而 言，當(dāng)所述區(qū)間的索引值為第一索引值(表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)在同一平面上）時，則所 述區(qū)間的噴涂軌跡為連接包含于所述區(qū)間節(jié)點(diǎn)的直線。當(dāng)所述區(qū)間的索引值為第二索引值 (表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)在不同平面上）時，則對所述區(qū)間采樣多個點(diǎn)，并對所述多個點(diǎn) 進(jìn)行三次差值擬合，以得到所述區(qū)間的曲線，即所述區(qū)間的噴涂軌跡為所述曲線。
[0101] 當(dāng)?shù)玫絿娡抗?jié)點(diǎn)擬合軌跡和法向量以后，就可以按照以下公式計算所述噴槍的噴 涂軌跡和法向量：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)包括： 光學(xué)測量設(shè)備，用于對噴涂工件進(jìn)行光學(xué)測量，以獲取所述噴涂工件的三維投影視圖 和所述噴涂工件的尺寸信息，并產(chǎn)生表示所述三維投影視圖和所述尺寸信息的工件信號； 與所述光學(xué)測量設(shè)備相連的主控設(shè)備，用于接收所述工件信號，讀取與噴涂機(jī)器人相 關(guān)的噴涂參數(shù)，根據(jù)所述工件信號和所述噴涂參數(shù)計算所述噴涂機(jī)器人的噴涂路徑，并產(chǎn) 生包含所述噴涂路徑信息的噴涂指令；以及 與所述主控設(shè)備相連的噴涂設(shè)備，所述噴涂設(shè)備包括所述噴涂機(jī)器人和裝配于所述噴 涂機(jī)器人的噴槍，所述噴涂設(shè)備根據(jù)所述噴涂指令按照所述噴涂路徑進(jìn)行噴涂操作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)測量設(shè)備包括： 傳送臺，所述傳送臺包括傳送帶，所述傳送帶上覆蓋皮帶，用于將所述噴涂工件從所述 傳送臺的一端傳送到另一端； 安裝于所述傳送臺上的光幕傳感器，當(dāng)所述傳送臺傳送所述噴涂工件時，所述光幕傳 感器測量并記錄所述噴涂工件的視圖和尺寸信息，其中，所述光幕傳感器包括三組光幕發(fā) 射器和接收器，用于分別測量和記錄所述噴涂工件的三個面的投影視圖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)測量設(shè)備包括： 傳送臺，所述傳送臺包括傳送帶，所述傳送帶上覆蓋皮帶，所述傳送臺將所述噴涂工件 從所述傳送臺的一端傳送到另一端； 安裝于所述傳送臺上的光幕傳感器，所述光幕傳感器包括兩組光幕發(fā)射器和接收器； 當(dāng)所述傳送臺傳送所述噴涂工件時，所述兩組光幕發(fā)射器和接收器分別測量和記錄所述噴 涂工件的第一面和第二面的投影視圖；以及 安裝于所述傳送臺一端的深度攝像機(jī)，用于根據(jù)所述噴涂工件與所述傳送臺背景之間 的距離差測量和記錄所述噴涂工件的第三面的投影視圖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送臺包括兩個 臺面，所述兩個臺面之間設(shè)置了支撐玻璃；所述光幕傳感器包括第一光幕發(fā)射器和第一接 收器，所述第一光幕發(fā)射器和所述第一接收器分別設(shè)置在所述支撐玻璃之上和所述支撐玻 璃之下；所述光幕傳感器還包括第二光幕發(fā)射器和第二接收器，所述第二光幕發(fā)射器和所 述第二接收器分別設(shè)置在所述傳送臺位于所述支撐玻璃處的兩側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述光幕傳感器的每一 個光幕發(fā)射器和接收器均采用光幕支撐裝置固定，所述光幕支撐裝置包括兩個螺釘臂和光 幕支撐臂，所述兩個螺釘臂分別位于所述光幕支撐臂的兩側(cè)，所述螺釘臂和所述光幕支撐 臂通過橫梁連接，所述兩個螺釘臂分別具有螺釘孔，所述光幕發(fā)射器和所述接收器通過所 述光幕支撐臂固定于所述光幕支撐裝置上，所述光幕支撐裝置通過所述螺釘孔的螺釘分別 固定于所述兩個臺面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)測量設(shè)備還包 括電機(jī)控制模塊，所述電機(jī)控制模塊包括控制器、電機(jī)和編碼器，所述編碼器產(chǎn)生表示所述 傳送帶速率的反饋信號，所述控制器根據(jù)所述反饋信號控制所述電機(jī)，以控制所述傳送帶 速率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述每一個光幕傳感 器的發(fā)射器發(fā)出等間距光，對應(yīng)的接收器接收相應(yīng)的光線，當(dāng)接收器接收到光線時，輸出為 第一電信號；當(dāng)光線被物體阻擋時，接收器未接收到光線，則輸出第二電信號；所述光幕傳 感器根據(jù)所述第一電信號和所述第二點(diǎn)信號計算出所述待測工件的對應(yīng)面的形狀和大小。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，包括光學(xué)測量設(shè)備、主控設(shè)備和噴涂設(shè)備。光學(xué)測量設(shè)備對噴涂工件進(jìn)行光學(xué)測量，以獲取所述噴涂工件的三維投影視圖和所述噴涂工件的尺寸信息，并產(chǎn)生表示所述三維投影視圖和所述尺寸信息的工件信號。主控設(shè)備接收所述工件信號，讀取與噴涂機(jī)器人相關(guān)的噴涂參數(shù)，根據(jù)所述工件信號和所述噴涂參數(shù)計算所述噴涂機(jī)器人的噴涂路徑，并產(chǎn)生包含所述噴涂路徑信息的噴涂指令。噴涂設(shè)備根據(jù)所述噴涂指令按照所述噴涂路徑進(jìn)行噴涂操作。
【IPC分類】B05B13-04, B05B13-02
【公開號】CN104588243
【申請?zhí)枴緾N201510000839
【發(fā)明人】劉應(yīng)德, 周義維, 龍望
【申請人】成都思達(dá)特電器有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月4日