一种用于喷涂机器人喷涂路径设定的光学测量设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及喷涂领域，具体涉及一种用于喷涂机器人喷涂路径设定的光学测 量设备。
【背景技术】
[0002] 在喷涂行业使用喷涂机器人可以避免人工长期处于有毒有害的生产环境。目前对 喷涂机器人的编程方式主要包括人工示教法和离线编程法。人工示教法是由经验丰富的工 人操作机器人控制手柄来逐步移动喷枪的位置，以完成整个喷涂路径的设定。通过记录和 保存机器人末端关节的参数变化和位置，使得机器人可以重复原来的运动轨迹，以实现自 动喷涂。此种方法具有相对较高的人工成本。
[0003] 离线编程法需要利用计算机图形技术预先生成喷涂工件模型。在对工件进行喷涂 的时候，根据已有喷涂工件模型和喷涂工艺计算喷涂路径，并根据该喷涂路径命令机器人 进行喷涂。然而，实际应用中所采用的机器人离线编程软件操作相对复杂，并且需要精确的 工件CAD模型或三维模型，才能模拟产生较为精准的喷涂路径。但是在家具板材等对喷涂 路径精准度要求不高的生产环境中，这些板材工件往往没有CAD或三维模型，则无法利用 离线编程软件去模拟生成喷涂路径。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于喷涂机器人喷涂路径设定的光 学测量设备，以减少人工参与，提高喷涂路径生成精度，减少喷涂的复杂程度，提高可操作 性。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
[0006] 本实用新型提供了一种用于喷涂机器人喷涂路径设定的光学测量设备，所述光学 测量设备包括：
[0007] 传送台，所述传送台包括传送带，所述传送带上覆盖皮带，所述传送台将所述喷涂 工件从所述传送台的一端传送到另一端；
[0008] 安装于所述传送台上的光幕传感器，所述光幕传感器包括两组光幕发射器和接收 器；当所述传送台传送所述喷涂工件时，所述两组光幕发射器和接收器分别测量和记录所 述喷涂工件的第一面和第二面的投影视图；
[0009] 安装于所述传送台一端的深度摄像机，用于根据所述喷涂工件与所述传送台背景 之间的距离差测量和记录所述喷涂工件的第三面的投影视图；以及
[0010] 与所述光幕传感器和所述深度摄像机的多个数据接口，用于将所述第一面、所述 第二面和所述第三面的投影视图信息传送给主控设备，所述主控设备根据所述投影视图计 算出所述喷涂机器人的喷涂路径。
[0011] 在一个实施例中，所述传送台包括两个台面，所述两个台面之间设置了支撑玻璃； 所述光幕传感器包括第一光幕发射器和第一接收器，所述第一光幕发射器和所述第一接收 器分别设置在所述支撑玻璃之上和所述支撑玻璃之下；所述光幕传感器还包括第二光幕发 射器和第二接收器，所述第二光幕发射器和所述第二接收器分别设置在所述传送台位于所 述支撑玻璃处的两侧。
[0012] 在一个实施例中，所述传送台包括两个台面，所述两个台面之间设置了支撑玻璃； 所述光幕传感器包括第一光幕发射器和第一接收器，所述第一光幕发射器和所述第一接收 器分别设置在所述支撑玻璃之下和所述支撑玻璃之上；所述光幕传感器还包括第二光幕发 射器和第二接收器，所述第二光幕发射器和所述第二接收器分别设置在所述传送台位于所 述支撑玻璃处的两侧。
[0013] 在一个实施例中，所述光幕传感器的每一个光幕发射器和接收器均米用光幕支撑 装置固定，所述光幕支撑装置包括两个螺钉臂和光幕支撑臂，所述两个螺钉臂分别位于所 述光幕支撑臂的两侧，所述螺钉臂和所述光幕支撑臂通过横梁连接，所述两个螺钉臂分别 具有螺钉孔，所述光幕发射器和所述接收器通过所述光幕支撑臂固定于所述光幕支撑装置 上，所述光幕支撑装置通过所述螺钉孔的螺钉分别固定于所述两个台面上。
[0014] 在一个实施例中，所述每一个光幕传感器的发射器发出等间距光，对应的接收器 接收相应的光线，当接收器接收到光线时，输出为第一电信号；当光线被物体阻挡时，接收 器未接收到光线，则输出第二电信号；所述光幕传感器根据所述第一电信号和所述第二电 信号计算出所述待测工件的对应面的形状和大小。
[0015] 在一个实施例中，所述光学测量设备还包括电机控制模块，所述电机控制模块包 括控制器、电机和编码器，所述编码器产生表示所述传送带速率的反馈信号，所述控制器根 据所述反馈信号控制所述电机，以控制所述传送带速率。
[0016] 在一个实施例中，所述深度摄像机设置在所述传送台传送所述待测工件的方向面 上。
[0017] 与现有技术相比，采用本实用新型的光学测量仪器使得整个智能机器人控制系统 可以自动测量工件三视图，并根据三视图自动生成喷枪的喷涂轨迹。这个过程中不需要人 工试喷，从而提高了喷涂精度，减轻了人为负担。同时，由于不会受到工件CAD图的限制，本 实用新型的智能机器人控制系统和方法操作更加简便，适用面更广。
【附图说明】
[0018] 图1所示为根据本实用新型的实施例的智能机器人喷涂系统。
[0019] 图2所示为根据本实用新型的实施例的光学测量设备。
[0020] 图3所示为根据本实用新型的实施例的传送台的示意图。
[0021] 图4所示为根据本实用新型的实施例的光幕支撑装置的示意图。
[0022] 图5所示为根据本实用新型的实施例的电机控制模块的结构图。
[0023] 图6所示为根据本实用新型的实施例的控制喷涂机器人的喷涂方法流程图。
[0024] 图7所示为根据本实用新型的实施例的对喷涂工件进行光学测量的方法流程图。
[0025] 图8所示为根据本实用新型的另一实施例的对喷涂工件进行光学测量的方法流 程图。
[0026] 图9所示为根据本实用新型的实施例的中央控制器的方法流程图。
[0027] 图10所示为根据本实用新型的实施例的中央控制器的另一方法流程图。
[0028] 图11所示为根据本实用新型的实施例的计算单面的喷涂路径的方法流程图。
[0029] 图12所示为根据本实用新型的实施例的单面喷涂节点示意图。
[0030] 图13所示为根据本实用新型的实施例的计算单面喷涂节点对应的三维坐标的方 法流程图。s
[0031] 图14所示为根据本实用新型的实施例的计算主视图喷涂节点对应的三维坐标的 方法流程图。
[0032] 图15所示为根据本实用新型的实施例的计算俯视图喷涂节点对应的三维坐标的 方法流程图。
[0033] 图16所示为根据本实用新型的实施例的计算左视图喷涂节点对应的三维坐标的 方法流程图。
[0034] 图17所示为根据本实用新型的实施例的计算每一个喷涂节点法向量的方法流程 图。
[0035] 图18所示为根据本实用新型的实施例的目标喷涂节点和相邻节点的示意图。
[0036] 图19所示为根据本实用新型的实施例的对所述喷涂轨迹进行空间拟合的方法流 程图。
[0037] 图20所示为根据本实用新型的实施例的产生整体喷涂路径的方法流程图。s
【具体实施方式】
[0038] 以下将对本实用新型的实施例给出详细的说明。尽管本实用新型将结合一些具体 实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本实用新型并不仅仅只局限于这些实施方式。 相反，对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当 中。
[0039] 另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体 细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本实用新型同样可以实施。在另外一些 实例中，对于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的 主旨。
[0040] 图1所示为根据本实用新型的实施例的智能机器人喷涂系统100。在一个实施例 中，智能机器人喷涂系统100包括光学测量设备106、主控设备102和喷涂设备104。在一 个实施例中，喷涂设备104包括喷涂机器人112和装配于喷涂机器人112的喷枪110。光 学测量设备106对喷涂工件进行光学测量，以获取所述喷涂工件的三维投影视图和所述喷 涂工件的尺寸信息，并产生表示所述三维投影视图和所述尺寸信息的工件信号。主控设备 102与光学测量设备106相连，用于接收所述工件信号，读取与喷涂机器人112相关的喷涂 参数，根据所述工件信号和所述喷涂参数计算所述喷涂机器人112的喷涂路径，并产生包 含所述喷涂路径信息的喷涂指令。喷涂设备104与所述主控设备相连。喷涂设备104根据 所述喷涂指令按照所述喷涂路径进行喷涂操作。
[0041] 优点在于，智能机器人喷涂系统100利用光学测量设备106实时测量喷涂工件的 三维投影视图，并根据所述三维投影视图自动生成喷枪的喷涂轨迹。由于不需要人工手动 操作，智能机器人喷涂系统100提高了喷涂精度。由于不需要标准工件的CAD图片，智能机 器人喷涂系统100节约了成本。
[0042] 在图1所述的实施例中，主控设备102包括中央控制器126、设备驱动存储器120、 显示器122、模型接口 124和控制按钮128。设备驱动存储器120、显示器122、模型接口 124 和控制按钮128与中央控制器126相连。中央控制器126通过模型接口 124与光学测量设 备106进行通信，用于接收光学测量设备106传送来的三维投影视图。中央控制器126从 设备驱动存储器120中读出驱动参数，并给光学测量设备106和喷涂设备104配置驱动运 行参数。中央控制器126根据待测工件的三维投影视图和喷涂参数生成喷涂路径，并在显 示器122上显示。工作人员通过显示器122查看自动生成