基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：一個(gè)或多個(gè)噴涂設(shè)備，每一噴涂設(shè)備設(shè)置于工件一側(cè)以對工件進(jìn)行噴涂；一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置，設(shè)置于工件的周圍，采集工件的多個(gè)特征點(diǎn)的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號；視覺定位處理器，其接收一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置生成的視覺信號，并且根據(jù)預(yù)存的工件的特征點(diǎn)的理想位置信息計(jì)算工件的位置偏差值，并根據(jù)位置偏差值調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法無需機(jī)械定位，工件只需在視覺定位采集裝置拍攝范圍內(nèi)就可以計(jì)算出偏差值，無需人工干預(yù)，智能化程度高；可快速調(diào)整噴涂設(shè)備與工件的位置關(guān)系，效率高。
【專利說明】
基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及涂裝領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)噴涂設(shè)備進(jìn)行批量噴涂作業(yè)時(shí)，為保證噴涂精度及噴涂的重復(fù)性，對諸如裝備之類的工件停留位置有較高要求，或需調(diào)整噴涂設(shè)備相對于工件的位置關(guān)系。
[0003]目前針對批量件，主要依靠以下兩種方式來保證噴涂精度及噴涂的重復(fù)性。
[0004]1.制造夾具，對工件進(jìn)行機(jī)械定位后來進(jìn)行噴涂。
[0005]2.當(dāng)定位發(fā)生偏差時(shí)，對噴涂設(shè)備的噴涂路徑采用人工調(diào)整。
[0006]根據(jù)上文所述，目前兩種解決方式的缺陷主要表現(xiàn)在:
[0007]1.制造夾具的成本增加;夾具清理成本高;機(jī)械定位誤差大;針對大工件，夾具的可實(shí)施性低，因此降低了工作效率，影響產(chǎn)品品質(zhì)。
[0008]2.常規(guī)噴涂設(shè)備不采用自動噴涂定位技術(shù)，對于大型工件，當(dāng)定位出現(xiàn)偏差時(shí)，完全采用人工調(diào)整噴涂路徑，自動化程度低，工作量大。
[0009]3.當(dāng)噴涂設(shè)備中包括機(jī)器人時(shí)，采用人工調(diào)整機(jī)器人路徑，易出現(xiàn)錯(cuò)誤，會造成機(jī)器人及噴頭發(fā)生碰撞及損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010](一)要解決的技術(shù)問題
[0011]為了解決上述相關(guān)技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法。
[0012](二)技術(shù)方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，包括:
[0014]—個(gè)或多個(gè)噴涂設(shè)備，每一噴涂設(shè)備設(shè)置于工件一側(cè)以對工件進(jìn)行噴涂；
[0015]一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置，設(shè)置于所述工件的周圍，采集所述工件的多個(gè)特征點(diǎn)的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，其中，所述特征點(diǎn)為所述工件上固定不變的特征，并且每一特征點(diǎn)均設(shè)置在相應(yīng)的視覺定位采集裝置的拍攝范圍內(nèi)；
[0016]視覺定位處理器，其接收所述一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置生成的視覺信號，并且根據(jù)預(yù)存的所述工件的特征點(diǎn)的理想位置信息計(jì)算所述工件的位置偏差值，并根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。
[0017]可選地，所述一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置安裝于所述工件周邊的設(shè)備上。
[0018]可選地，所述一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置的采集范圍完全覆蓋所述工件的外形。
[0019]可選地，所述視覺定位采集裝置為攝像頭。
[0020]可選地，當(dāng)視覺定位采集裝置的數(shù)量為四個(gè)時(shí)，四個(gè)視覺定位采集裝置被布置在包圍所述工件的一個(gè)矩形噴涂作業(yè)區(qū)域的四個(gè)角位。
[0021]可選地，每一噴涂設(shè)備均包括:
[0022]底座支架，其安裝于地面上或方艙內(nèi)；
[0023]導(dǎo)軌，其安裝在所述底座支架上；
[0024]噴涂裝置，其安裝在所述導(dǎo)軌上并在所述導(dǎo)軌上移動，對所述工件進(jìn)行噴涂，并且接收所述位置偏差值。
[0025]可選地，所述噴涂裝置根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整自身的初始位置及噴涂路徑。
[0026]可選地，所述噴涂裝置為噴涂機(jī)器人。
[0027]可選地，所述底座支架通過螺栓固定在地面上或所述方艙內(nèi)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種基于視覺定位的噴涂方法，包括:
[0029]采集工件的多個(gè)特征點(diǎn)的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，發(fā)送所述視覺信號；
[0030]接收所述視覺信號；
[0031]根據(jù)預(yù)存的所述工件的特征點(diǎn)的理想位置信息計(jì)算所述工件的位置偏差值；
[0032]根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。
[0033](三)有益效果
[0034]根據(jù)本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)以及方法具備以下有益效果:
[0035]1、無需噴涂夾具，節(jié)約制造成本，只需將工件的特征點(diǎn)的理想位置信息預(yù)存在視覺定位處理器中；
[0036]2、無需人工調(diào)整，對于同種產(chǎn)品，可自動進(jìn)行調(diào)整，智能化程度高；
[0037]3、響應(yīng)及調(diào)整速度快，提高工作效率；
[0038]4、工件所在位置只需在視覺定位采集裝置拍攝范圍內(nèi)就可以計(jì)算出位置偏差值，可快速調(diào)整噴涂設(shè)備與工件的位置關(guān)系。
【附圖說明】
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)的示意圖。
[0040]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基于視覺定位的噴涂方法的流程。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0042]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)的示意圖。
[0043]本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)噴涂設(shè)備、一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置102、視覺定位處理器103。
[0044]需要注意的是，圖1中所示的四個(gè)噴涂設(shè)備僅僅是示例，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、五個(gè)或更多的噴涂設(shè)備。圖1中所示的八個(gè)視覺定位采集裝置102僅僅是示例，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用八個(gè)以上或以下的視覺定位采集裝置102。圖1中所示的矩形的工件104僅僅是示例，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以對不同形狀及大小的工件進(jìn)行噴涂。本發(fā)明所提及的工件可以包括任何可以被噴涂的物品，例如，零件、裝備、建材等等。圖1中所示的位于噴涂設(shè)備一側(cè)的視覺定位處理器103僅僅是示例，視覺定位處理器103可以被安裝在任意合適位置。
[0045]具體而言，每一噴涂設(shè)備設(shè)置于工件一側(cè)以對工件104進(jìn)行噴涂。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以在工件104的一側(cè)設(shè)置多個(gè)噴涂設(shè)備。如圖1所示，當(dāng)工件104的尺寸過大時(shí)，可以將多個(gè)噴涂設(shè)備設(shè)置在工件104的同一側(cè)來對工件104進(jìn)行噴涂。
[0046]優(yōu)選地，每一噴涂設(shè)備均包括:底座支架105，其安裝于地面上或方艙內(nèi)；導(dǎo)軌106，其安裝在底座支架105上；噴涂裝置101，其安裝在導(dǎo)軌106上并在導(dǎo)軌106上移動，對工件104進(jìn)行噴涂，并且接收位置偏差值。優(yōu)選地，底座支架105通過螺栓固定在地面上或方艙內(nèi)。
[0047]優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)(圖1中為八個(gè))視覺定位采集裝置102設(shè)置于工件104的周圍，采集工件104的特征點(diǎn)的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置102可以安裝于工件104周邊的設(shè)備上。例如，一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置102可以安裝于工件104周邊的噴涂設(shè)備上。特征點(diǎn)為所述工件(同一款工件)上固定不變的特征，并且每一特征點(diǎn)均設(shè)置在相應(yīng)的視覺定位采集裝置102的拍攝范圍內(nèi)。例如，圖1中的八個(gè)視覺定位采集裝置102中，每一個(gè)視覺定位采集裝置102可以拍攝到工件上的全部特征點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。例如，特征點(diǎn)可以是工件上的孔或人工粘貼的特征等。優(yōu)選地，工件上有至少四個(gè)特征點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)實(shí)際情況，工件上少于四個(gè)特征點(diǎn)也是可行的。
[0048]優(yōu)選地，視覺定位處理器103接收一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置102生成的視覺信號，并且根據(jù)預(yù)存的工件104的特征點(diǎn)的理想位置信息計(jì)算工件104的位置偏差值，并根據(jù)位置偏差值調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與工件104的之間的位置關(guān)系。調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與工件104的之間的位置關(guān)系不僅指的是調(diào)整噴涂設(shè)備中的進(jìn)行噴涂的部件與工件104之間的靜止位置關(guān)系，還指的是調(diào)整噴涂設(shè)備中的進(jìn)行噴涂的部件在對工件104進(jìn)行噴涂時(shí)的路徑。優(yōu)選地，每個(gè)噴涂設(shè)備與工件104的之間的位置關(guān)系可以指的是噴涂裝置105的初始位置及噴涂路徑。因此，調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與工件104的之間的位置關(guān)系可以使得噴涂設(shè)備在對工件104噴涂時(shí)不會受到工件104的位置偏差的影響，而且無需人工干預(yù)就可以自動完成預(yù)定的噴涂作業(yè)。
[0049]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)工件104進(jìn)入噴涂工位時(shí)，實(shí)際位置可能與預(yù)設(shè)停留位置(理論上的位置)存在偏差，因此導(dǎo)致工件的特征點(diǎn)的實(shí)際位置與特征點(diǎn)的理論位置產(chǎn)生偏差，無法進(jìn)行自動噴涂作業(yè)。因此，在工件進(jìn)入設(shè)定位置后，視覺定位采集裝置102對工件104的位置進(jìn)行采集，即，采集特征點(diǎn)的位置信息，并通過信號傳輸?shù)揭曈X定位處理器103。視覺定位處理器103根據(jù)預(yù)存在其內(nèi)部的工件104的特征點(diǎn)的理想位置信息，進(jìn)行分析處理并計(jì)算出位置偏差值，將位置偏差值通過信號傳送至噴涂裝置101。噴涂裝置101根據(jù)位置偏差值調(diào)整自身的初始位置及噴涂路徑。優(yōu)選地，當(dāng)噴涂裝置101為噴涂機(jī)器人時(shí)，根據(jù)位置偏差值自動調(diào)整噴涂機(jī)器人的初始位置及噴涂路徑。因此，根據(jù)工件的實(shí)際特征點(diǎn)的位置信息，對噴涂裝置的初始位置及后續(xù)噴涂路徑姿態(tài)進(jìn)行自動調(diào)整，實(shí)現(xiàn)無需人工干預(yù)的智能化自動噴涂技術(shù)。
[0050]優(yōu)選地，噴涂設(shè)備的數(shù)量可以為一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)。例如，當(dāng)工件是一塊需要單面噴涂的小板子時(shí)，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用一個(gè)噴涂設(shè)備。例如，當(dāng)工件是大型裝備時(shí)，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用兩個(gè)或四個(gè)噴涂設(shè)備(見圖1)。優(yōu)選地，當(dāng)工件是三棱柱狀的物體時(shí)，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用三個(gè)噴涂設(shè)備。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)中的噴涂設(shè)備的數(shù)量可以超過四個(gè)。
[0051]優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置102的采集范圍完全覆蓋所述工件的外形。優(yōu)選地，視覺定位采集裝置102的數(shù)量可以為一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)。例如，當(dāng)工件是一塊需要單面噴涂的小板子時(shí)，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用一個(gè)視覺定位采集裝置102。例如，當(dāng)工件是小型裝備時(shí)，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用兩個(gè)或四個(gè)視覺定位采集裝置102。優(yōu)選地，當(dāng)工件是三棱柱狀的物體時(shí)，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用三個(gè)視覺定位采集裝置102。
[0052]優(yōu)選地，當(dāng)視覺定位采集裝置102的數(shù)量為四個(gè)時(shí)，四個(gè)視覺定位采集裝置102可以被布置在包圍工件104的一個(gè)矩形噴涂作業(yè)區(qū)域的四個(gè)角位。
[0053]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)的視覺定位采集裝置的數(shù)量可以超過四個(gè)，例如，若工件長度很長，則根據(jù)對工件外形采集全覆蓋的原則，在相應(yīng)位置增添若干視覺定位采集裝置，因此可能需要四個(gè)以上的視覺定位采集裝置。如圖1所示，工件104尺寸過大(例如，是大型裝備)，因此，除了四個(gè)視覺定位采集裝置102可以被布置在包圍工件的矩形區(qū)域的四個(gè)角位之外，還可以在所述矩形區(qū)域的長邊的中部位置布置4個(gè)視覺定位采集裝置102，用于對位于四個(gè)角位的視覺定位采集裝置102拍攝不到的位置進(jìn)行拍攝。這保證了視覺定位采集裝置102對工件104的全覆蓋，并且視覺定位處理器103能夠獲得完整的特征點(diǎn)位置信息來計(jì)算位置偏差值。
[0054]優(yōu)選地，視覺定位采集裝置102可以為攝像頭。
[0055]在一個(gè)實(shí)施例中，視覺定位采集裝置102采集后的收據(jù)傳送到視覺定位處理器103，合成后進(jìn)行分析處理，并與特征點(diǎn)的理想位置信息(理論位置)比對(例如，此處的特征點(diǎn)的位置信息偏移包括X、Y、Z坐標(biāo)的偏移及與理想位置成一定角度的偏移)，自動生成解決方案并傳輸?shù)絿娡垦b置(例如，機(jī)器人)101。噴涂裝置101根據(jù)此方案自動調(diào)整初始位置并且重新生成噴涂路徑)。
[0056]優(yōu)選地，所述噴涂裝置101接收所述位置調(diào)整值。優(yōu)選地，噴涂裝置101根據(jù)所述位置調(diào)整值調(diào)整自身在導(dǎo)軌106上的位置和姿態(tài)。
[0057]優(yōu)選地，噴涂裝置101為噴涂機(jī)器人。
[0058]優(yōu)選地，底座支架105通過螺栓固定在地面上或方艙內(nèi)。這樣能夠使本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)中的噴涂設(shè)備的底座支架更穩(wěn)固。
[0059]優(yōu)選地，導(dǎo)軌106通過螺栓固定到底座支架105上。這樣能夠使本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)中的噴涂設(shè)備中的導(dǎo)軌更穩(wěn)固，噴涂裝置101在導(dǎo)軌上的移動也會更穩(wěn)定。
[0060]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基于視覺定位的噴涂方法的流程圖。
[0061]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基于視覺定位的噴涂方法包括步驟SI10、S120、S130和S140。
[0062]在步驟SllO中，采集工件的多個(gè)特征點(diǎn)的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，發(fā)送視覺信號。
[0063]在步驟S120中，接收視覺信號。
[0064]在步驟S130中，根據(jù)預(yù)存的工件的特征點(diǎn)的理想位置信息計(jì)算工件的位置偏差值。
[0065]在步驟S140中，根據(jù)位置偏差值調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與工件之間的位置關(guān)系。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)具備以下有益效果:
[0067]1、無需噴涂夾具，節(jié)約制造成本，只需將工件的特征點(diǎn)的理想位置信息預(yù)存在視覺定位處理器中；
[0068]2、無需人工調(diào)整，對于同種產(chǎn)品，可自動進(jìn)行調(diào)整，智能化程度高；3、響應(yīng)及調(diào)整速度快(可以<60s)，提高工作效率；
[0069]3、工件所在位置只需在視覺定位采集裝置拍攝范圍內(nèi)就可以計(jì)算出位置偏差值，可快速調(diào)整噴涂設(shè)備與工件的位置關(guān)系。
[0070]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一個(gè)或多個(gè)噴涂設(shè)備，每一噴涂設(shè)備設(shè)置于工件一側(cè)以對工件進(jìn)行噴涂； 一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置，設(shè)置于所述工件的周圍，采集所述工件的多個(gè)特征點(diǎn)的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，其中，所述特征點(diǎn)為所述工件上固定不變的特征，并且每一特征點(diǎn)均設(shè)置在相應(yīng)的視覺定位采集裝置的拍攝范圍內(nèi)； 視覺定位處理器，其接收所述一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置生成的視覺信號，并且根據(jù)預(yù)存的所述工件的特征點(diǎn)的理想位置信息計(jì)算所述工件的位置偏差值，并根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。2.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置安裝于所述工件周邊的設(shè)備上。3.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)視覺定位采集裝置的采集范圍完全覆蓋所述工件的外形。4.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺定位采集裝置為攝像頭。5.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)視覺定位采集裝置的數(shù)量為四個(gè)時(shí)，四個(gè)視覺定位采集裝置被布置在包圍所述工件的一個(gè)矩形噴涂作業(yè)區(qū)域的四個(gè)角位。6.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，每一噴涂設(shè)備均包括: 底座支架，其安裝于地面上或方艙內(nèi)； 導(dǎo)軌，其安裝在所述底座支架上； 噴涂裝置，其安裝在所述導(dǎo)軌上并在所述導(dǎo)軌上移動，對所述工件進(jìn)行噴涂，并且接收所述位置偏差值。7.如權(quán)利要求6所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述噴涂裝置根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整自身的初始位置及噴涂路徑。8.如權(quán)利要求6所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述噴涂裝置為噴涂機(jī)器人。9.如權(quán)利要求6所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述底座支架通過螺栓固定在地面上或所述方艙內(nèi)。10.一種基于視覺定位的噴涂方法，其特征在于，包括: 采集工件的多個(gè)特征點(diǎn)的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，發(fā)送所述視覺信號； 接收所述視覺信號； 根據(jù)預(yù)存的所述工件的特征點(diǎn)的理想位置信息計(jì)算所述工件的位置偏差值； 根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整每個(gè)噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。
【文檔編號】B05B15/08GK105964453SQ201610555032
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】來剛
【申請人】青島金光鴻智能機(jī)械電子有限公司