本發(fā)明涉及一種噴涂監(jiān)控系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種在自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)領(lǐng)域中應(yīng)用的可視化噴涂監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，開發(fā)自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)，需研究并攻克自動(dòng)化噴涂關(guān)鍵技術(shù)，其中自動(dòng)化噴涂監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于自動(dòng)化噴涂安全可靠運(yùn)行具有重要作用,對(duì)于監(jiān)控噴涂作業(yè)過程中輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，防止噴涂機(jī)器人與工件、工裝、噴涂機(jī)器人內(nèi)部構(gòu)件發(fā)生碰撞，保證噴涂機(jī)器人與工件距離在安全范圍內(nèi)，以及監(jiān)控工藝狀態(tài)保證噴涂質(zhì)量都具有十分重要的作用，因此，急需研究并開發(fā)可視化的自動(dòng)化噴涂監(jiān)控系統(tǒng)，從而有效提升噴涂效率、噴涂質(zhì)量、安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)噴涂自動(dòng)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可視化的自動(dòng)化噴涂監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)掌握噴涂作業(yè)時(shí)輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，避免噴涂機(jī)器人與工件、工裝、機(jī)器人內(nèi)部構(gòu)件發(fā)生干涉碰撞，保證噴涂工藝正確，能夠有效提升噴涂質(zhì)量、噴涂效率，保證噴涂的安全性和可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種可視化的自動(dòng)化噴涂監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：它包括通訊系統(tǒng)、輸調(diào)漆監(jiān)控系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)、可視化人機(jī)交互系統(tǒng)、干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)和工藝檢測(cè)系統(tǒng)；所述通訊系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)所述輸調(diào)漆監(jiān)控系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)有輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，接收所述輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人的狀態(tài)信息，并且向所述輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人返回控制指令；所述輸調(diào)漆監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控所述輸調(diào)漆系統(tǒng)的輸調(diào)漆狀態(tài)，并將監(jiān)控到的輸調(diào)漆狀態(tài)信息傳輸至所述可視化人機(jī)交互系統(tǒng)、干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)和工藝檢測(cè)系統(tǒng)；所述噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)有噴涂零件模型、噴涂機(jī)器人模型和噴涂機(jī)器人實(shí)時(shí)位置與姿態(tài)信息，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控所述噴涂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將監(jiān)控到的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息傳輸至所述可視化人機(jī)交互系統(tǒng)、干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)和工藝檢測(cè)系統(tǒng)；所述可視化人機(jī)交互系統(tǒng)將所述噴涂機(jī)器人和被噴涂工件中沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的部件分別形成三維模型；并接收所述輸調(diào)漆監(jiān)控系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)傳輸至的輸調(diào)漆狀態(tài)信息和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，以及所述工藝檢測(cè)系統(tǒng)傳輸至的工藝檢測(cè)結(jié)果和所述干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)傳輸至的干涉碰撞檢測(cè)結(jié)果；并實(shí)時(shí)顯示待噴涂零件模型、噴涂機(jī)器人模型、噴涂機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和噴涂效果；所述干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)根據(jù)接收到的輸調(diào)漆狀態(tài)信息和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，自動(dòng)根據(jù)零件模型和噴涂機(jī)器人模型判斷在給定噴涂軌跡下是否會(huì)出現(xiàn)干涉和碰撞，并將判斷后的干涉碰撞檢測(cè)結(jié)果傳輸至所述可視化人機(jī)交互系統(tǒng)；如果出現(xiàn)干涉和碰撞，則向所述通訊系統(tǒng)傳輸停止指令，提示并停止噴涂；所述工藝檢測(cè)系統(tǒng)用于對(duì)所述輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人在噴涂過程中工藝參數(shù)是否正確進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果傳輸至所述可視化人機(jī)交互系統(tǒng)；同時(shí)判斷工藝方案是否合理，若不合理，則向所述通訊系統(tǒng)傳輸停止指令。

進(jìn)一步，所述工藝檢測(cè)系統(tǒng)中根據(jù)現(xiàn)有的工藝原理進(jìn)行工藝方案是否合理的判斷，具體為：計(jì)算噴涂機(jī)器人旋杯實(shí)時(shí)位置、姿態(tài)和速度，判斷噴涂機(jī)器人旋杯與工件表面的距離，以及噴涂機(jī)器人偏離工件表面法線角度，根據(jù)被噴涂工件幾何特征，計(jì)算工件表面上噴涂速度，根據(jù)噴涂機(jī)器人旋杯與工件表面的距離、噴涂機(jī)器人偏離工件表面法線角度和工件表面上噴涂速度數(shù)據(jù)偏離預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)的程度，進(jìn)行噴涂質(zhì)量預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴涂工藝過程檢測(cè)和噴涂結(jié)果預(yù)測(cè)。

進(jìn)一步，所述噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)在工控機(jī)上運(yùn)行，其具體監(jiān)控流程如下：1)建立與噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的連接，并判斷連接是否成功，若成功則開始監(jiān)控；反之報(bào)錯(cuò)提示；2)噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部寄存器內(nèi)存儲(chǔ)有噴涂機(jī)器人模型、待噴涂零件模型、噴涂機(jī)器人實(shí)時(shí)位置與姿態(tài)信息，并經(jīng)可視化人機(jī)交互系統(tǒng)的顯示屏實(shí)時(shí)顯示；3)對(duì)噴涂過程中工藝參數(shù)是否正確進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)噴涂過程中各運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行監(jiān)控，判斷是否發(fā)生干涉碰撞，避免噴涂系統(tǒng)和工件、工裝發(fā)生損壞，并實(shí)時(shí)反饋監(jiān)控結(jié)果，并向控制器發(fā)送相應(yīng)控制指令。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明能夠有效地實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，從而實(shí)時(shí)掌握噴涂狀態(tài)，保證自動(dòng)化噴涂順利進(jìn)行，提升噴涂效率。2、本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化噴涂過程中實(shí)時(shí)交互式三維仿真顯示，方便操作者掌握噴涂過程。3、本發(fā)明能對(duì)噴涂過程中工藝參數(shù)是否正確進(jìn)行監(jiān)控，保證噴涂質(zhì)量。4、本發(fā)明能對(duì)噴涂過程中各運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行監(jiān)控，判斷是否發(fā)生干涉碰撞，避免噴涂系統(tǒng)和工件、工裝發(fā)生損壞，保證噴涂過程安全可靠。本發(fā)明可以廣泛在自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)領(lǐng)域中應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種可視化的自動(dòng)化噴涂監(jiān)控系統(tǒng)，其包括通訊系統(tǒng)、輸調(diào)漆監(jiān)控系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)、可視化人機(jī)交互系統(tǒng)、干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)和工藝檢測(cè)系統(tǒng)。

通訊系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)輸調(diào)漆監(jiān)控系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)有輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，接收輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人的狀態(tài)信息，并且向輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人返回相應(yīng)的控制指令。

輸調(diào)漆監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控輸調(diào)漆系統(tǒng)的輸調(diào)漆狀態(tài)，保證噴涂過程的順利進(jìn)行；并將監(jiān)控到的輸調(diào)漆狀態(tài)信息傳輸至可視化人機(jī)交互系統(tǒng)、干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)和工藝檢測(cè)系統(tǒng)。其中，輸調(diào)漆狀態(tài)包括報(bào)警故障信息、旋杯轉(zhuǎn)速、靜電電壓、空氣壓力等所有與噴涂作業(yè)過程相關(guān)的信息。

噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)有噴涂零件模型、噴涂機(jī)器人模型和噴涂機(jī)器人實(shí)時(shí)位置與姿態(tài)信息，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控噴涂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，保證運(yùn)動(dòng)過程的順利；并將監(jiān)控到的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息傳輸至可視化人機(jī)交互系統(tǒng)、干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)和工藝檢測(cè)系統(tǒng)。其中，噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括噴涂機(jī)器人各驅(qū)動(dòng)軸位置、速度、功率等狀態(tài)和報(bào)警故障信息等信息。

可視化人機(jī)交互系統(tǒng)將噴涂機(jī)器人和被噴涂工件中沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的部件分別形成三維模型；并接收輸調(diào)漆監(jiān)控系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)傳輸至的輸調(diào)漆狀態(tài)信息和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，以及工藝檢測(cè)系統(tǒng)傳輸至的工藝檢測(cè)結(jié)果和干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)傳輸至的干涉碰撞檢測(cè)結(jié)果；并實(shí)時(shí)顯示待噴涂零件模型、噴涂機(jī)器人模型、噴涂機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和噴涂效果；可以通過可視化人機(jī)交互系統(tǒng)的顯示屏進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、放縮、平移、窗口放大和全局放大等交互式操作。

干涉碰撞檢驗(yàn)系統(tǒng)根據(jù)接收到的輸調(diào)漆狀態(tài)信息和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，自動(dòng)根據(jù)零件模型和噴涂機(jī)器人模型判斷在給定噴涂軌跡下是否會(huì)出現(xiàn)干涉和碰撞，并將判斷后的干涉碰撞檢測(cè)結(jié)果傳輸至可視化人機(jī)交互系統(tǒng)；如果出現(xiàn)干涉和碰撞，則向通訊系統(tǒng)傳輸停止指令，提示并停止噴涂。

工藝檢測(cè)系統(tǒng)用于對(duì)輸調(diào)漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人在噴涂過程中工藝參數(shù)是否正確進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果傳輸至可視化人機(jī)交互系統(tǒng)；同時(shí)判斷工藝方案是否合理，若不合理，則向通訊系統(tǒng)傳輸停止指令，停止并給出不合理的原因和大致的修改方向。其中，根據(jù)現(xiàn)有的工藝原理進(jìn)行工藝方案是否合理的判斷，具體為：

計(jì)算噴涂機(jī)器人旋杯實(shí)時(shí)位置、姿態(tài)和速度，判斷噴涂機(jī)器人旋杯與工件表面的距離，以及噴涂機(jī)器人偏離工件表面法線角度，根據(jù)被噴涂工件幾何特征，計(jì)算工件表面上噴涂速度，根據(jù)噴涂機(jī)器人旋杯與工件表面的距離、噴涂機(jī)器人偏離工件表面法線角度和工件表面上噴涂速度等數(shù)據(jù)偏離預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)的程度，進(jìn)行噴涂質(zhì)量預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴涂工藝過程檢測(cè)和噴涂結(jié)果預(yù)測(cè)。

上述實(shí)施例中，可視化人機(jī)交互系統(tǒng)能夠通過實(shí)時(shí)計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解，將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

上述實(shí)施例中，噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)在工控機(jī)上運(yùn)行，其具體監(jiān)控流程如下：

1)建立與噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的連接，并判斷連接是否成功，若成功則開始監(jiān)控；反之報(bào)錯(cuò)提示；

2)噴涂機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部寄存器內(nèi)存儲(chǔ)有噴涂機(jī)器人模型、待噴涂零件模型、噴涂機(jī)器人實(shí)時(shí)位置與姿態(tài)信息，并經(jīng)可視化人機(jī)交互系統(tǒng)的顯示屏實(shí)時(shí)顯示；

3)對(duì)噴涂過程中工藝參數(shù)是否正確進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)噴涂過程中各運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行監(jiān)控，判斷是否發(fā)生干涉碰撞，避免噴涂系統(tǒng)和工件、工裝發(fā)生損壞，并實(shí)時(shí)反饋監(jiān)控結(jié)果，并向控制器發(fā)送相應(yīng)控制指令。

綜上所述，本發(fā)明在使用時(shí)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，本發(fā)明能夠有效地實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，從而保證自動(dòng)化噴涂順利進(jìn)行，提升噴涂效率，實(shí)時(shí)掌握噴涂狀態(tài)。

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。