本發(fā)明涉及自動噴涂，具體說是一種基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著我國科技的蓬勃發(fā)展，機(jī)器視覺以及工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將變得越來越廣泛，在工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺的相互結(jié)合下，能夠使噴涂變得更加的智能。工業(yè)相機(jī)在工控領(lǐng)域除了用于圖像識別，還可以提取工件的表面特征，從而為自動噴涂以及噴涂路徑規(guī)劃提供了基礎(chǔ)；

2、針對復(fù)雜或不規(guī)則的工件進(jìn)行傳統(tǒng)噴涂時需要專業(yè)的機(jī)械工程師進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試軌跡后再進(jìn)行噴涂，本過程采用人工方式，帶來的噪聲和粉塵對人體傷害大，且噴涂工藝和質(zhì)量很難保障，噴涂材料浪費大，影響企業(yè)成本控制，同時噴涂作業(yè)中使用的涂料往往含有有害物質(zhì)，對人體健康和周圍環(huán)境易造成威脅，由機(jī)器代替人工進(jìn)行自動化噴涂勢在必行；傳統(tǒng)噴涂工藝面臨的一大挑戰(zhàn)在于如何高效、均勻地對復(fù)雜或不規(guī)則表面進(jìn)行涂裝，而現(xiàn)有手持式噴涂設(shè)備主要依賴操作員的經(jīng)驗和技術(shù)，難以保證涂裝質(zhì)量和一致性。因此，市場亟需一種智能化、易用性高的解決方案，以滿足多樣化工業(yè)生產(chǎn)的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種手持示教技術(shù)與智能噴涂控制邏輯融為一體，適用于各種復(fù)雜表面的高效涂裝作業(yè)的基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法，具體包括如下步驟：

3、s1，示教房數(shù)據(jù)采集與存儲，在示教房完成新產(chǎn)品工件圖像和無序噴涂軌跡的數(shù)據(jù)采集并分別儲存于工控機(jī)產(chǎn)品圖像數(shù)據(jù)庫和產(chǎn)品軌跡數(shù)據(jù)庫；

4、s101，用戶操作，操作人員將待新產(chǎn)品工件掛在示教房模擬輸送線上，模擬實際生產(chǎn)輸送線上的工件輸送過程；

5、s102，示教房光柵觸發(fā)與數(shù)據(jù)采集，啟動模擬輸送線，光柵觸發(fā)工業(yè)相機(jī)拍照并同步跟蹤進(jìn)行無序噴涂，新產(chǎn)品工件圖像采集生成新產(chǎn)品模型模板存入產(chǎn)品圖像數(shù)據(jù)庫，同時人工手持模擬噴涂示教槍進(jìn)行離線示教生成新產(chǎn)品軌跡示教模板存入產(chǎn)品軌跡數(shù)據(jù)庫；

6、s2，任務(wù)訂單生成，從示教房工控機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫篩選當(dāng)天需生產(chǎn)產(chǎn)品，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)劃和庫存情況生成任務(wù)訂單；

7、s3，生產(chǎn)輸送線上的工件識別與噴涂，生產(chǎn)輸送線上待噴涂工件通過工業(yè)相機(jī)捕捉表面特征生成工件模板與任務(wù)訂單進(jìn)行模板匹配，匹配成功則生成工件模板編號通過噴涂機(jī)器人依序進(jìn)行無序噴涂，匹配失敗則工件模板流片。

8、作為優(yōu)選，所述步驟s102具體包括以下步驟，

9、s102-1，新產(chǎn)品工件圖像采集，所述光柵檢測到新產(chǎn)品工件時，觸發(fā)示教房的工業(yè)相機(jī)進(jìn)行拍照，捕捉工件表面特征，隨后，所述工業(yè)相機(jī)拍攝的圖片通過圖像處理算法進(jìn)行分析，提取關(guān)鍵特征點，生成新產(chǎn)品模型模板，并自動編后存入示教房工控機(jī)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品圖像數(shù)據(jù)庫；

10、s102-2，輸送線同步跟蹤與軌跡示教，所述新產(chǎn)品工件隨模擬輸送線移動至噴涂機(jī)器人的噴涂區(qū)域時，操作人員手持與噴涂機(jī)器人匹配成套的模擬噴涂示教槍在新產(chǎn)品工件表面進(jìn)行無序噴涂軌跡的離線示教，同時示教過程中，所述模擬噴涂示教槍記錄下的軌跡信息被實時傳輸至工控機(jī)，生成新產(chǎn)品工件的軌跡示教模板，并自動編號存入示教房工控機(jī)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品軌跡數(shù)據(jù)庫。

11、作為優(yōu)選，所述步驟s3具體包括以下步驟，

12、s301，用戶操作，操作人員將待噴涂工件掛在生產(chǎn)輸送線上，準(zhǔn)備進(jìn)行噴涂作業(yè)；

13、s302，光柵觸發(fā)與同步跟蹤噴涂，當(dāng)光柵檢測到待噴涂工件時，觸發(fā)生產(chǎn)輸送線上的工業(yè)相機(jī)拍照，捕捉工件表面特征，進(jìn)行圖像采集；隨后，所述工控機(jī)將捕捉到的圖像生成工件模板并與示教房提供的任務(wù)訂單中的新產(chǎn)品模型模板進(jìn)行匹配，確認(rèn)工件型號和噴涂要求；匹配成功后，所述噴涂機(jī)器人根據(jù)對應(yīng)的軌跡示教模板，結(jié)合實時視覺反饋，對待噴涂工件進(jìn)行無序噴涂，匹配失敗則工件模板流片。

14、作為優(yōu)選，所述任務(wù)訂單包含待噴涂工件的型號、數(shù)量、噴涂要求。

15、本發(fā)明還提供了一種基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括示教房、生產(chǎn)輸送線、視覺識別系統(tǒng)、手持示教裝置、噴涂機(jī)器人和工控機(jī)，所述示教房用于新產(chǎn)品工件的圖像采集與無序噴涂軌跡的離線示教，所述生產(chǎn)輸送線負(fù)責(zé)待噴涂工件的輸送與噴涂，所述視覺識別系統(tǒng)用于捕捉新產(chǎn)品工件表面特征，所述手持示教裝置通過操作人員以直觀方式示教噴涂軌跡，所述生產(chǎn)輸送線上的待噴涂工件根據(jù)視覺識別系統(tǒng)采集的圖像匹配到產(chǎn)品圖像數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的圖像模板，并獲取產(chǎn)品軌跡數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的噴涂程序，最后根據(jù)噴涂機(jī)器人離線示教無序噴涂軌跡數(shù)據(jù)程序控制進(jìn)行自動噴涂作業(yè)，所述工控機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與任務(wù)調(diào)度。

16、作為優(yōu)選，所述視覺識別系統(tǒng)采用工業(yè)相機(jī)拍照，所述手持示教裝置為模擬噴涂示教槍。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

18、1、本發(fā)明基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法結(jié)合了手持示教的靈活性與視覺引導(dǎo)的精確性，實現(xiàn)了對復(fù)雜形狀物體表面的高效、精準(zhǔn)噴涂，通過操作人員手持噴槍進(jìn)行初次無序噴涂示教，系統(tǒng)實時捕捉并記錄無序噴涂軌跡，同時利用高分辨率攝像頭和先進(jìn)的圖像處理算法對目標(biāo)物體進(jìn)行三維重建。并且在此基礎(chǔ)上，手持示教技術(shù)與智能噴涂控制邏輯融為一體，實現(xiàn)了對手持式噴涂設(shè)備的精準(zhǔn)導(dǎo)向與即時調(diào)整，適用于各種復(fù)雜表面的高效涂裝作業(yè)。

19、2、本發(fā)明通過手持示教裝置，操作人員可以直觀、靈活地示教噴涂軌跡，大大簡化了傳統(tǒng)編程的復(fù)雜性，提高了示教效率；

20、3、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高效匹配，通過模板匹配技術(shù)，快速識別工件型號和噴涂要求，確保生產(chǎn)輸送線上能夠準(zhǔn)確、高效地執(zhí)行噴涂任務(wù)；

21、4、本發(fā)明所有示教數(shù)據(jù)和生產(chǎn)任務(wù)均存儲在工控機(jī)中，便于數(shù)據(jù)管理和追溯，同時也為后續(xù)的優(yōu)化和升級提供了數(shù)據(jù)支持；

22、5、傳統(tǒng)的噴涂作業(yè)需要大量的人工參與，不僅勞動強(qiáng)度大，而且噴涂質(zhì)量受人為因素影響較大，視覺引導(dǎo)手持示教噴涂機(jī)器人曾能夠自動完成噴涂任務(wù)，減少了對熟練工人的依賴，降低了人力成本。

技術(shù)特征：

1.一種基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法，其特征在于：所述步驟s102具體包括以下步驟，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法，其特征在于：所述步驟s3具體包括以下步驟，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法，其特征在于：所述任務(wù)訂單包含待噴涂工件的型號、數(shù)量、噴涂要求。

5.一種基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括示教房、生產(chǎn)輸送線、視覺識別系統(tǒng)、手持示教裝置、噴涂機(jī)器人和工控機(jī)，所述示教房用于新產(chǎn)品工件的圖像采集與無序噴涂軌跡的離線示教，所述生產(chǎn)輸送線負(fù)責(zé)待噴涂工件的輸送與噴涂，所述視覺識別系統(tǒng)用于捕捉新產(chǎn)品工件表面特征，所述手持示教裝置通過操作人員以直觀方式示教噴涂軌跡，所述生產(chǎn)輸送線上的待噴涂工件根據(jù)視覺識別系統(tǒng)采集的圖像匹配到產(chǎn)品圖像數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的圖像模板，并獲取產(chǎn)品軌跡數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的噴涂程序，最后根據(jù)噴涂機(jī)器人離線示教無序噴涂軌跡數(shù)據(jù)程序控制進(jìn)行自動噴涂作業(yè)，所述工控機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與任務(wù)調(diào)度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂系統(tǒng)，其特征在于：所述視覺識別系統(tǒng)采用工業(yè)相機(jī)拍照，所述手持示教裝置為模擬噴涂示教槍。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于視覺引導(dǎo)的手持示教無序噴涂方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括示教房、生產(chǎn)輸送線、視覺識別系統(tǒng)、手持示教裝置、噴涂機(jī)器人和工控機(jī)，示教房用于新產(chǎn)品工件的圖像采集與無序噴涂軌跡的離線示教，生產(chǎn)輸送線負(fù)責(zé)待噴涂工件的輸送與噴涂，視覺識別系統(tǒng)用于捕捉新產(chǎn)品工件表面特征，手持示教裝置通過操作人員示教無序噴涂軌跡，生產(chǎn)輸送線上的待噴涂工件匹配到工控機(jī)產(chǎn)品圖像數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的圖像模板時獲取產(chǎn)品軌跡數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的噴涂程序，最后根據(jù)噴涂機(jī)器人離線示教無序噴涂軌跡數(shù)據(jù)程序控制進(jìn)行自動噴涂作業(yè)。本發(fā)明手持示教技術(shù)與智能噴涂控制邏輯融為一體，實現(xiàn)了對手持式噴涂設(shè)備的精準(zhǔn)導(dǎo)向與即時調(diào)整，適用于各種復(fù)雜表面的高效涂裝作業(yè)。

技術(shù)研發(fā)人員：陽孝杰,馬駿,何玄,周祖恩,汪金玲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長沙合利智能裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19