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

背景技術：

1、隨著我國科技的蓬勃發(fā)展，機器視覺以及工業(yè)機器人的應用將變得越來越廣泛，在工業(yè)機器人與機器視覺的相互結合下，能夠使噴涂變得更加的智能。工業(yè)相機在工控領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；

2、針對復雜或不規(guī)則的工件進行傳統(tǒng)噴涂時需要專業(yè)的機械工程師進行調試，調試軌跡后再進行噴涂，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，對人體健康和周圍環(huán)境易造成威脅，由機器代替人工進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、均勻地對復雜或不規(guī)則表面進行涂裝，而現(xiàn)有手持式噴涂設備主要依賴操作員的經(jīng)驗和技術，難以保證涂裝質量和一致性。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)生產的需求。

技術實現(xiàn)思路

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

2、本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于視覺引導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產品圖像數(shù)據(jù)庫和產品軌跡數(shù)據(jù)庫；

4、s101，用戶操作，操作人員將待新產品工件掛在示教房模擬輸送線上，模擬實際生產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)相機拍照并同步跟蹤進行無序噴涂，新產品工件圖像采集生成新產品模型模板存入產品圖像數(shù)據(jù)庫，同時人工手持模擬噴涂示教槍進行離線示教生成新產品軌跡示教模板存入產品軌跡數(shù)據(jù)庫；

6、s2，任務訂單生成，從示教房工控機產品數(shù)據(jù)庫篩選當天需生產產品，根據(jù)生產規(guī)劃和庫存情況生成任務訂單；

7、s3，生產輸送線上的工件識別與噴涂，生產輸送線上待噴涂工件通過工業(yè)相機捕捉表面特征生成工件模板與任務訂單進行模板匹配，匹配成功則生成工件模板編號通過噴涂機器人依序進行無序噴涂，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，新產品工件圖像采集，所述光柵檢測到新產品工件時，觸發(fā)示教房的工業(yè)相機進行拍照，捕捉工件表面特征，隨后，所述工業(yè)相機拍攝的圖片通過圖像處理算法進行分析，提取關鍵特征點，生成新產品模型模板，并自動編后存入示教房工控機的產品數(shù)據(jù)庫中的產品圖像數(shù)據(jù)庫；

10、s102-2，輸送線同步跟蹤與軌跡示教，所述新產品工件隨模擬輸送線移動至噴涂機器人的噴涂區(qū)域時，操作人員手持與噴涂機器人匹配成套的模擬噴涂示教槍在新產品工件表面進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，生成新產品工件的軌跡示教模板，并自動編號存入示教房工控機的產品數(shù)據(jù)庫中的產品軌跡數(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輸送線上，準備進行噴涂作業(yè)；

13、s302，光柵觸發(fā)與同步跟蹤噴涂，當光柵檢測到待噴涂工件時，觸發(fā)生產輸送線上的工業(yè)相機拍照，捕捉工件表面特征，進行圖像采集；隨后，所述工控機將捕捉到的圖像生成工件模板并與示教房提供的任務訂單中的新產品模型模板進行匹配，確認工件型號和噴涂要求；匹配成功后，所述噴涂機器人根據(jù)對應的軌跡示教模板，結合實時視覺反饋，對待噴涂工件進行無序噴涂，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的手持示教無序噴涂系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括示教房、生產輸送線、視覺識別系統(tǒng)、手持示教裝置、噴涂機器人和工控機，所述示教房用于新產品工件的圖像采集與無序噴涂軌跡的離線示教，所述生產輸送線負責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品圖像數(shù)據(jù)庫對應的圖像模板，并獲取產品軌跡數(shù)據(jù)庫對應的噴涂程序，最后根據(jù)噴涂機器人離線示教無序噴涂軌跡數(shù)據(jù)程序控制進行自動噴涂作業(yè)，所述工控機作為整個系統(tǒng)的控制中心，負責數(shù)據(jù)處理與任務調度。

16、作為優(yōu)選，所述視覺識別系統(tǒng)采用工業(yè)相機拍照，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)明基于視覺引導的手持示教無序噴涂方法結合了手持示教的靈活性與視覺引導的精確性，實現(xiàn)了對復雜形狀物體表面的高效、精準噴涂，通過操作人員手持噴槍進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的圖像處理算法對目標物體進行三維重建。并且在此基礎上，手持示教技術與智能噴涂控制邏輯融為一體，實現(xiàn)了對手持式噴涂設備的精準導向與即時調整，適用于各種復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)編程的復雜性，提高了示教效率；

20、3、本發(fā)明能夠實現(xiàn)高效匹配，通過模板匹配技術，快速識別工件型號和噴涂要求，確保生產輸送線上能夠準確、高效地執(zhí)行噴涂任務；

21、4、本發(fā)明所有示教數(shù)據(jù)和生產任務均存儲在工控機中，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，不僅勞動強度大，而且噴涂質量受人為因素影響較大，視覺引導手持示教噴涂機器人曾能夠自動完成噴涂任務，減少了對熟練工人的依賴，降低了人力成本。

技術特征：

1.一種基于視覺引導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)權利要求1所述基于視覺引導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)權利要求1所述基于視覺引導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)權利要求1所述基于視覺引導的手持示教無序噴涂方法，其特征在于：所述任務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、生產輸送線、視覺識別系統(tǒng)、手持示教裝置、噴涂機器人和工控機，所述示教房用于新產品工件的圖像采集與無序噴涂軌跡的離線示教，所述生產輸送線負責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品圖像數(shù)據(jù)庫對應的圖像模板，并獲取產品軌跡數(shù)據(jù)庫對應的噴涂程序，最后根據(jù)噴涂機器人離線示教無序噴涂軌跡數(shù)據(jù)程序控制進行自動噴涂作業(yè)，所述工控機作為整個系統(tǒng)的控制中心，負責數(shù)據(jù)處理與任務調度。

6.根據(jù)權利要求5所述基于視覺引導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)相機拍照，所述手持示教裝置為模擬噴涂示教槍。

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

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