一種用于噴涂機(jī)器人噴涂路徑設(shè)定的光學(xué)測量設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及噴涂領(lǐng)域，具體涉及一種用于噴涂機(jī)器人噴涂路徑設(shè)定的光學(xué)測 量設(shè)備。
【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期處于有毒有害的生產(chǎn)環(huán)境。目前對 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)驗豐富的工 人操作機(jī)器人控制手柄來逐步移動噴槍的位置，以完成整個噴涂路徑的設(shè)定。通過記錄和 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)原來的運動軌跡，以實現(xiàn)自 動噴涂。此種方法具有相對較高的人工成本。
[0003] 離線編程法需要利用計算機(jī)圖形技術(shù)預(yù)先生成噴涂工件模型。在對工件進(jìn)行噴涂 的時候，根據(jù)已有噴涂工件模型和噴涂工藝計算噴涂路徑，并根據(jù)該噴涂路徑命令機(jī)器人 進(jìn)行噴涂。然而，實際應(yīng)用中所采用的機(jī)器人離線編程軟件操作相對復(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有CAD或三維模型，則無法利用 離線編程軟件去模擬生成噴涂路徑。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于噴涂機(jī)器人噴涂路徑設(shè)定的光 學(xué)測量設(shè)備，以減少人工參與，提高噴涂路徑生成精度，減少噴涂的復(fù)雜程度，提高可操作 性。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本實用新型提供了一種用于噴涂機(jī)器人噴涂路徑設(shè)定的光學(xué)測量設(shè)備，所述光學(xué) 測量設(shè)備包括：
[0007] 傳送臺，所述傳送臺包括傳送帶，所述傳送帶上覆蓋皮帶，所述傳送臺將所述噴涂 工件從所述傳送臺的一端傳送到另一端；
[0008] 安裝于所述傳送臺上的光幕傳感器，所述光幕傳感器包括兩組光幕發(fā)射器和接收 器；當(dāng)所述傳送臺傳送所述噴涂工件時，所述兩組光幕發(fā)射器和接收器分別測量和記錄所 述噴涂工件的第一面和第二面的投影視圖；
[0009] 安裝于所述傳送臺一端的深度攝像機(jī)，用于根據(jù)所述噴涂工件與所述傳送臺背景 之間的距離差測量和記錄所述噴涂工件的第三面的投影視圖；以及
[0010] 與所述光幕傳感器和所述深度攝像機(jī)的多個數(shù)據(jù)接口，用于將所述第一面、所述 第二面和所述第三面的投影視圖信息傳送給主控設(shè)備，所述主控設(shè)備根據(jù)所述投影視圖計 算出所述噴涂機(jī)器人的噴涂路徑。
[0011] 在一個實施例中，所述傳送臺包括兩個臺面，所述兩個臺面之間設(shè)置了支撐玻璃； 所述光幕傳感器包括第一光幕發(fā)射器和第一接收器，所述第一光幕發(fā)射器和所述第一接收 器分別設(shè)置在所述支撐玻璃之上和所述支撐玻璃之下；所述光幕傳感器還包括第二光幕發(fā) 射器和第二接收器，所述第二光幕發(fā)射器和所述第二接收器分別設(shè)置在所述傳送臺位于所 述支撐玻璃處的兩側(cè)。
[0012] 在一個實施例中，所述傳送臺包括兩個臺面，所述兩個臺面之間設(shè)置了支撐玻璃； 所述光幕傳感器包括第一光幕發(fā)射器和第一接收器，所述第一光幕發(fā)射器和所述第一接收 器分別設(shè)置在所述支撐玻璃之下和所述支撐玻璃之上；所述光幕傳感器還包括第二光幕發(fā) 射器和第二接收器，所述第二光幕發(fā)射器和所述第二接收器分別設(shè)置在所述傳送臺位于所 述支撐玻璃處的兩側(cè)。
[0013] 在一個實施例中，所述光幕傳感器的每一個光幕發(fā)射器和接收器均米用光幕支撐 裝置固定，所述光幕支撐裝置包括兩個螺釘臂和光幕支撐臂，所述兩個螺釘臂分別位于所 述光幕支撐臂的兩側(cè)，所述螺釘臂和所述光幕支撐臂通過橫梁連接，所述兩個螺釘臂分別 具有螺釘孔，所述光幕發(fā)射器和所述接收器通過所述光幕支撐臂固定于所述光幕支撐裝置 上，所述光幕支撐裝置通過所述螺釘孔的螺釘分別固定于所述兩個臺面上。
[0014] 在一個實施例中，所述每一個光幕傳感器的發(fā)射器發(fā)出等間距光，對應(yīng)的接收器 接收相應(yīng)的光線，當(dāng)接收器接收到光線時，輸出為第一電信號；當(dāng)光線被物體阻擋時，接收 器未接收到光線，則輸出第二電信號；所述光幕傳感器根據(jù)所述第一電信號和所述第二電 信號計算出所述待測工件的對應(yīng)面的形狀和大小。
[0015] 在一個實施例中，所述光學(xué)測量設(shè)備還包括電機(jī)控制模塊，所述電機(jī)控制模塊包 括控制器、電機(jī)和編碼器，所述編碼器產(chǎn)生表示所述傳送帶速率的反饋信號，所述控制器根 據(jù)所述反饋信號控制所述電機(jī)，以控制所述傳送帶速率。
[0016] 在一個實施例中，所述深度攝像機(jī)設(shè)置在所述傳送臺傳送所述待測工件的方向面 上。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實用新型的光學(xué)測量儀器使得整個智能機(jī)器人控制系統(tǒng) 可以自動測量工件三視圖，并根據(jù)三視圖自動生成噴槍的噴涂軌跡。這個過程中不需要人 工試噴，從而提高了噴涂精度，減輕了人為負(fù)擔(dān)。同時，由于不會受到工件CAD圖的限制，本 實用新型的智能機(jī)器人控制系統(tǒng)和方法操作更加簡便，適用面更廣。
【附圖說明】
[0018] 圖1所示為根據(jù)本實用新型的實施例的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)。
[0019] 圖2所示為根據(jù)本實用新型的實施例的光學(xué)測量設(shè)備。
[0020] 圖3所示為根據(jù)本實用新型的實施例的傳送臺的示意圖。
[0021] 圖4所示為根據(jù)本實用新型的實施例的光幕支撐裝置的示意圖。
[0022] 圖5所示為根據(jù)本實用新型的實施例的電機(jī)控制模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 圖6所示為根據(jù)本實用新型的實施例的控制噴涂機(jī)器人的噴涂方法流程圖。
[0024] 圖7所示為根據(jù)本實用新型的實施例的對噴涂工件進(jìn)行光學(xué)測量的方法流程圖。
[0025] 圖8所示為根據(jù)本實用新型的另一實施例的對噴涂工件進(jìn)行光學(xué)測量的方法流 程圖。
[0026] 圖9所示為根據(jù)本實用新型的實施例的中央控制器的方法流程圖。
[0027] 圖10所示為根據(jù)本實用新型的實施例的中央控制器的另一方法流程圖。
[0028] 圖11所示為根據(jù)本實用新型的實施例的計算單面的噴涂路徑的方法流程圖。
[0029] 圖12所示為根據(jù)本實用新型的實施例的單面噴涂節(jié)點示意圖。
[0030] 圖13所示為根據(jù)本實用新型的實施例的計算單面噴涂節(jié)點對應(yīng)的三維坐標(biāo)的方 法流程圖。s
[0031] 圖14所示為根據(jù)本實用新型的實施例的計算主視圖噴涂節(jié)點對應(yīng)的三維坐標(biāo)的 方法流程圖。
[0032] 圖15所示為根據(jù)本實用新型的實施例的計算俯視圖噴涂節(jié)點對應(yīng)的三維坐標(biāo)的 方法流程圖。
[0033] 圖16所示為根據(jù)本實用新型的實施例的計算左視圖噴涂節(jié)點對應(yīng)的三維坐標(biāo)的 方法流程圖。
[0034] 圖17所示為根據(jù)本實用新型的實施例的計算每一個噴涂節(jié)點法向量的方法流程 圖。
[0035] 圖18所示為根據(jù)本實用新型的實施例的目標(biāo)噴涂節(jié)點和相鄰節(jié)點的示意圖。
[0036] 圖19所示為根據(jù)本實用新型的實施例的對所述噴涂軌跡進(jìn)行空間擬合的方法流 程圖。
[0037] 圖20所示為根據(jù)本實用新型的實施例的產(chǎn)生整體噴涂路徑的方法流程圖。s
【具體實施方式】
[0038] 以下將對本實用新型的實施例給出詳細(xì)的說明。盡管本實用新型將結(jié)合一些具體 實施方式進(jìn)行闡述和說明，但需要注意的是本實用新型并不僅僅只局限于這些實施方式。 相反，對本實用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng) 中。
[0039] 另外，為了更好的說明本實用新型，在下文的【具體實施方式】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，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本實用新型同樣可以實施。在另外一些 實例中，對于大家熟知的方法、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本實用新型的 主旨。
[0040] 圖1所示為根據(jù)本實用新型的實施例的智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)100。在一個實施例 中，智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)100包括光學(xué)測量設(shè)備106、主控設(shè)備102和噴涂設(shè)備104。在一 個實施例中，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)測量設(shè)備106對噴涂工件進(jìn)行光學(xué)測量，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。主控設(shè)備 102與光學(xué)測量設(shè)備106相連，用于接收所述工件信號，讀取與噴涂機(jī)器人112相關(guān)的噴涂 參數(shù)，根據(jù)所述工件信號和所述噴涂參數(shù)計算所述噴涂機(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。
[0041] 優(yōu)點在于，智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)100利用光學(xué)測量設(shè)備106實時測量噴涂工件的 三維投影視圖，并根據(jù)所述三維投影視圖自動生成噴槍的噴涂軌跡。由于不需要人工手動 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。
[0042] 在圖1所述的實施例中，主控設(shè)備102包括中央控制器126、設(shè)備驅(qū)動存儲器120、 顯示器122、模型接口 124和控制按鈕128。設(shè)備驅(qū)動存儲器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通過模型接口 124與光學(xué)測量設(shè) 備106進(jìn)行通信，用于接收光學(xué)測量設(shè)備106傳送來的三維投影視圖。中央控制器126從 設(shè)備驅(qū)動存儲器120中讀出驅(qū)動參數(shù)，并給光學(xué)測量設(shè)備106和噴涂設(shè)備104配置驅(qū)動運 行參數(shù)。中央控制器126根據(jù)待測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。工作人員通過顯示器122查看自動生成