一種產(chǎn)生整體噴涂路徑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及噴涂領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)生整體噴涂路徑的方法。
【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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種產(chǎn)生整體噴涂路徑的方法，以減少人工參 與，提高噴涂路徑生成精度，減少?lài)娡康膹?fù)雜程度，提高可操作性。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 本發(fā)明提供了一種產(chǎn)生整體噴涂路徑的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生整體噴涂路徑的 方法包括以下步驟： 讀取噴涂工件的三維投影視圖； 讀取所述噴涂機(jī)器人的噴涂參數(shù)； 根據(jù)所述三維投影視圖和所述噴涂參數(shù)計(jì)算所述噴涂工件的每個(gè)單面的噴涂路徑，其 中，所述每個(gè)單面的噴涂路徑由所述每個(gè)單面上的噴涂節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)和法向量表示； 判斷所述待測(cè)工件每個(gè)面的噴涂方式； 當(dāng)所述待測(cè)工件的每個(gè)面的噴涂方式為單面噴涂時(shí)，則所述整體路徑為所述每個(gè)待測(cè) 面的噴涂路徑； 當(dāng)所述待測(cè)工件的每個(gè)面的噴涂方式為多面噴涂時(shí)，則對(duì)所述每個(gè)待測(cè)面的噴涂路徑 進(jìn)行組合和插補(bǔ)，以產(chǎn)生多面噴涂路徑作為所述整體噴涂路徑； 當(dāng)所述待測(cè)工件的每個(gè)面的噴涂方式包括單面噴涂和多面噴涂，則對(duì)于需要單面噴涂 的待測(cè)面選取所述待測(cè)面的單面噴涂路徑，并且對(duì)于需要多面噴涂的待測(cè)面對(duì)所述每個(gè)待 測(cè)面的噴涂路徑進(jìn)行組合和插補(bǔ)，以產(chǎn)生多面噴涂路徑作為整體噴涂路徑； 當(dāng)所述待測(cè)工件的每個(gè)面的噴涂方式包括單面噴涂和多面噴涂，組合所述單面噴涂路 徑和所述多面噴涂路徑，以形成整體噴涂路徑；以及 根據(jù)所述整體噴涂路徑產(chǎn)生噴涂指令，以控制所述噴涂機(jī)器人噴涂所述噴涂工件。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述噴涂指令包括所述多個(gè)數(shù)據(jù)集，所述多個(gè)數(shù)據(jù)集包括噴涂 行號(hào)數(shù)據(jù)、噴涂路徑屬性數(shù)據(jù)、噴槍屬性數(shù)據(jù)和多個(gè)姿態(tài)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，其中，噴涂路徑屬性數(shù) 據(jù)表示所述多個(gè)姿態(tài)點(diǎn)之間的連接方式，所述連接方式包括：直線連接和擬合曲線連接，所 述多個(gè)姿態(tài)點(diǎn)數(shù)據(jù)包括對(duì)應(yīng)噴涂節(jié)點(diǎn)的三維點(diǎn)坐標(biāo)和單位法向量。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的智能機(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，本發(fā)明的智能機(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】
[0008] 圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)。
[0009] 圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)測(cè)量設(shè)備。
[0010] 圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的傳送臺(tái)的示意圖。
[0011] 圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光幕支撐裝置的示意圖。
[0012] 圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)控制模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0013] 圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制噴涂機(jī)器人的噴涂方法流程圖。
[0014] 圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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。
[0015] 圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的另一實(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。
[0016] 圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的中央控制器的方法流程圖。
[0017] 圖10所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的中央控制器的另一方法流程圖。
[0018] 圖11所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)算單面的噴涂路徑的方法流程圖。
[0019] 圖12所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的單面噴涂節(jié)點(diǎn)示意圖。
[0020] 圖13所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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。
[0021] 圖14所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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。
[0022] 圖15所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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。
[0023] 圖16所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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。
[0024] 圖17所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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。
[0025] 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)和相鄰節(jié)點(diǎn)的示意圖。
[0026] 圖19所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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。
[0027] 圖20所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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】
[0028] 以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說(shuō)明。盡管本發(fā)明將結(jié)合一些【具體實(shí)施方式】 進(jìn)行闡述和說(shuō)明，但需要注意的是本發(fā)明并不僅僅只局限于這些實(shí)施方式。相反，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
[0029] 另外，為了更好的說(shuō)明本發(fā)明，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)，本發(fā)明同樣可以實(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，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0030] 圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實(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。在一個(gè)實(shí)施 例中，噴涂設(shè)備104包括噴涂機(jī)器人112和裝配于噴涂機(jī)器人112的噴槍110。光學(xué)測(cè)量設(shè) 備106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)。主控設(shè)備102與光 學(xué)測(cè)量設(shè)備106相連，用于接收所述工件信號(hào)，讀取與噴涂機(jī)器人112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112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104與所述主控設(shè)備相連。噴涂設(shè)備104根據(jù)所述噴涂 指令按照所述噴涂路徑進(jìn)行噴涂操作。
[0031] 優(yōu)點(diǎn)在于，智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)100利用光學(xué)測(cè)量設(shè)備106實(shí)時(shí)測(cè)量噴涂工件的 三維投影視圖，并根據(jù)所述三維投影視圖自動(dòng)生成噴槍的噴涂軌跡。由于不需要人工手動(dòng) 操作，智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)100提高了噴涂精度。由于不需要標(biāo)準(zhǔn)工件的CAD圖片，智能機(jī) 器人噴涂系統(tǒng)100節(jié)約了成本。
[0032] 在圖1所述的實(shí)施例中，主控設(shè)備102包括中央控制器126、設(shè)備驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器120、 顯示器122、模型接口 124和控制按鈕128。設(shè)備驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器120、顯示器122、模型接口 124 和控制按鈕128與中央控制器126相連。中央控制器126通過(guò)模型接口 124與光學(xué)測(cè)量設(shè) 備106進(jìn)行通信，用于接收光學(xué)測(cè)量設(shè)備106傳送來(lái)的三維投影視圖。中央控制器126從 設(shè)備驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器120中讀出驅(qū)動(dòng)參數(shù)，并給光學(xué)測(cè)量設(shè)備106和噴涂設(shè)備104配置驅(qū)動(dòng)運(yùn) 行參數(shù)。中央控制器126根據(jù)待測(cè)工件的三維投影視圖和噴涂參數(shù)生成噴涂路徑，并在顯 示器122上顯示。工作人員通過(guò)顯示器122查看自動(dòng)生成的噴涂路徑。如果自動(dòng)生成的噴 涂路徑需要修改，工作人員通過(guò)控制按鈕128修改噴涂參數(shù)。由此，中央控制器126再次生 成噴涂路徑，并產(chǎn)生噴涂指令，以控制噴涂機(jī)器人112完成噴涂操作。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)測(cè)量設(shè)備106包括數(shù)據(jù)接口 130、光幕傳感器132、深度攝像 機(jī)134、傳送臺(tái)136和電機(jī)控制模塊138。數(shù)據(jù)接口 130與主控設(shè)備102相連，用于從主控 設(shè)備102接收驅(qū)動(dòng)參數(shù)，并向主控設(shè)備102傳送三維投影視圖。光學(xué)測(cè)量設(shè)備106的具體 結(jié)構(gòu)和操作將結(jié)合圖2至圖5進(jìn)行描述。
[0034] 圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)測(cè)量設(shè)備106。如圖2所示，傳送臺(tái)136包 括傳送帶224。傳送帶224上覆蓋皮帶，用于將噴涂工件從傳送臺(tái)的一端傳送到另一端。圖 2顯示了一個(gè)噴涂工件從傳送臺(tái)的一端傳送到另一端的示意圖。為了描述方便，圖2示出了 該噴涂工件分別在傳送臺(tái)兩端和中間位置的狀態(tài)。
[0035] 在一個(gè)實(shí)施例中，光幕傳感器132安裝于傳送臺(tái)136上。更具體地講，傳送臺(tái)136 包括兩個(gè)臺(tái)面，光幕傳感器132安裝在兩個(gè)臺(tái)面的連接處。在圖2的實(shí)施例中，光幕傳感器 132包括兩組光幕發(fā)射器和接收器，例如：第一組發(fā)射器210和接收器211，第二組發(fā)射器 212和213。當(dāng)傳送臺(tái)136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