一種智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及噴涂領(lǐng)域，具體涉及一種智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在噴涂行業(yè)使用噴涂機(jī)器人可以避免人工長(zhǎng)期處于有毒有害的生產(chǎn)環(huán)境。目前對(duì) 噴涂機(jī)器人的編程方式主要包括人工示教法和離線編程法。人工示教法是由經(jīng)驗(yàn)豐富的工 人操作機(jī)器人控制手柄來(lái)逐步移動(dòng)噴槍的位置，以完成整個(gè)噴涂路徑的設(shè)定。通過(guò)記錄和 保存機(jī)器人末端關(guān)節(jié)的參數(shù)變化和位置，使得機(jī)器人可以重復(fù)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)軌跡，以實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)噴涂。此種方法具有相對(duì)較高的人工成本。
[0003] 離線編程法需要利用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)預(yù)先生成噴涂工件模型。在對(duì)工件進(jìn)行噴涂 的時(shí)候，根據(jù)已有噴涂工件模型和噴涂工藝計(jì)算噴涂路徑，并根據(jù)該噴涂路徑命令機(jī)器人 進(jìn)行噴涂。然而，實(shí)際應(yīng)用中所采用的機(jī)器人離線編程軟件操作相對(duì)復(fù)雜，并且需要精確的 工件CAD模型或三維模型，才能模擬產(chǎn)生較為精準(zhǔn)的噴涂路徑。但是在家具板材等對(duì)噴涂 路徑精準(zhǔn)度要求不高的生產(chǎn)環(huán)境中，這些板材工件往往沒(méi)有CAD或三維模型，則無(wú)法利用 離線編程軟件去模擬生成噴涂路徑。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，以減少人工參 與，提高噴涂路徑生成精度，減少噴涂的復(fù)雜程度，提高可操作性。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本實(shí)用新型提供了一種智能機(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：
[0007] 光學(xué)測(cè)量設(shè)備，用于對(duì)噴涂工件進(jìn)行光學(xué)測(cè)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(hào)；
[0008] 與所述光學(xué)測(cè)量設(shè)備相連的主控設(shè)備，用于接收所述工件信號(hào)，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(hào)和所述噴涂參數(shù)計(jì)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
[0009] 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。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)測(cè)量設(shè)備包括：
[0011] 傳送臺(tái)，所述傳送臺(tái)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(tái)的一端傳送到另一端；
[0012] 安裝于所述傳送臺(tái)上的光幕傳感器，當(dāng)所述傳送臺(tái)傳送所述噴涂工件時(shí)，所述光 幕傳感器測(cè)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(cè)量和記錄所述噴涂工件的三個(gè)面的投影視圖。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)測(cè)量設(shè)備包括：
[0014] 傳送臺(tái)，所述傳送臺(tái)包括傳送帶，所述傳送帶上覆蓋皮帶，所述傳送臺(tái)將所述噴涂 工件從所述傳送臺(tái)的一端傳送到另一端；
[0015] 安裝于所述傳送臺(tái)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(tái)傳送所述噴涂工件時(shí)，所述兩組光幕發(fā)射器和接收器分別測(cè)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
[0016] 安裝于所述傳送臺(tái)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(tái)背景 之間的距離差測(cè)量和記錄所述噴涂工件的第三面的投影視圖。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳送臺(tái)包括兩個(gè)臺(tái)面，所述兩個(gè)臺(tái)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(tái)位于所 述支撐玻璃處的兩側(cè)。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述光幕傳感器的每一個(gè)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(gè)螺釘臂和光幕支撐臂，所述兩個(gè)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(guò)橫梁連接，所述兩個(gè)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(guò)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(guò)所述螺釘孔的螺釘分別固定于所述兩個(gè)臺(tái)面上。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)測(cè)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(hào)，所述控制器根 據(jù)所述反饋信號(hào)控制所述電機(jī)，以控制所述傳送帶速率。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述每一個(gè)光幕傳感器的發(fā)射器發(fā)出等間距光，對(duì)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(shí)，輸出為第一電信號(hào)；當(dāng)光線被物體阻擋時(shí)，接收 器未接收到光線，則輸出第二電信號(hào)；所述光幕傳感器根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電 信號(hào)計(jì)算出所述待測(cè)工件的對(duì)應(yīng)面的形狀和大小。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型的智能機(jī)器人控制系統(tǒng)和方法可以自動(dòng)測(cè)量工 件三視圖，并根據(jù)三視圖自動(dòng)生成噴槍的噴涂軌跡。這個(gè)過(guò)程中不需要人工試噴，從而提高 了噴涂精度，減輕了人為負(fù)擔(dān)。同時(shí)，由于不會(huì)受到工件CAD圖的限制，本實(shí)用新型的智能 機(jī)器人控制系統(tǒng)和方法操作更加簡(jiǎn)便，適用面更廣。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)。
[0023] 圖2所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光學(xué)測(cè)量設(shè)備。
[0024] 圖3所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的傳送臺(tái)的示意圖。
[0025] 圖4所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光幕支撐裝置的示意圖。
[0026] 圖5所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電機(jī)控制模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖6所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的控制噴涂機(jī)器人的噴涂方法流程圖。
[0028] 圖7所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的對(duì)噴涂工件進(jìn)行光學(xué)測(cè)量的方法流程圖。
[0029] 圖8所示為根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的對(duì)噴涂工件進(jìn)行光學(xué)測(cè)量的方法流 程圖。
[0030] 圖9所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的中央控制器的方法流程圖。
[0031] 圖10所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的中央控制器的另一方法流程圖。
[0032] 圖11所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的計(jì)算單面的噴涂路徑的方法流程圖。
[0033] 圖12所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的單面噴涂節(jié)點(diǎn)示意圖。
[0034] 圖13所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的計(jì)算單面噴涂節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)的方 法流程圖。
[0035] 圖14所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的計(jì)算主視圖噴涂節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)的 方法流程圖。
[0036] 圖15所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的計(jì)算俯視圖噴涂節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)的 方法流程圖。
[0037] 圖16所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的計(jì)算左視圖噴涂節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)的 方法流程圖。
[0038] 圖17所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的計(jì)算每一個(gè)噴涂節(jié)點(diǎn)法向量的方法流程 圖。
[0039] 圖18所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的目標(biāo)噴涂節(jié)點(diǎn)和相鄰節(jié)點(diǎn)的示意圖。 [0040] 圖19所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的對(duì)所述噴涂軌跡進(jìn)行空間擬合的方法流 程圖。
[0041] 圖20所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的產(chǎn)生整體噴涂路徑的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下將對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例給出詳細(xì)的說(shuō)明。盡管本實(shí)用新型將結(jié)合一些具體 實(shí)施方式進(jìn)行闡述和說(shuō)明，但需要注意的是本實(shí)用新型并不僅僅只局限于這些實(shí)施方式。 相反，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng) 中。
[0043] 另外，為了更好的說(shuō)明本實(shí)用新型，在下文的【具體實(shí)施方式】中給出了眾多的具體 細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本實(shí)用新型同樣可以實(shí)施。在另外一些 實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方法、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本實(shí)用新型的 主旨。
[0044]圖1所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)100。在一個(gè)實(shí)施例 中，智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)100包括光學(xué)測(cè)量設(shè)備106、主控設(shè)備102和噴涂設(shè)備104。