一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于自动喷涂技术领域。
【背景技术】
[0002]自动喷涂技术包括了机器人、编程技术、喷涂设备及油漆材料，涉及运动学和加速度性能得到改进的防爆机器人及其配套辅助设备、高速静电旋杯、油漆双组分系统以及溶剂型和水性油漆材料等。在自动喷涂技术中，常使用人工示教或者离线编程对机器人进行编程，并且在自动喷涂过程中，需要保持喷头与待喷面的一定角度，以达到良好的喷涂效果O
[0003]但是，由于目前采用的自动喷涂技术采用的是人工示教或者离线编程，喷头的姿态都是事先编程计划完成的，没有实现实时检测喷头与待喷面之间的角度，以达到对喷头与待喷面的角度要求。正因如此，目前的喷涂机器人绝大多数只适用于汽车外壳等小型产品，限制了自动喷涂在船舶外板等大型面板中喷涂的使用。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决现有的自动喷涂机器人对于船舶外板等大型表面的自动喷涂过程中，不能够实时进行角度调整的问题，现提供一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置。
[0005]—种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，它包括:结构光激光器1、摄像机2和吊臂3;
[0006]吊臂3的末端固定在喷涂机器人手臂4下端，结构光激光器I和摄像机2均固定在吊臂3的首端，结构光激光器I的轴线、摄像机2的轴线与喷涂机器人手臂4的轴线位于同一平面，且摄像机2的轴线与喷涂机器人手臂4的轴线相互平行，结构光激光器I的轴线与摄像机2的轴线的夹角为α，且α在O。
[0007]本发明所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，在喷涂机器人手臂上加装一个吊臂，并在该吊臂上固定有结构光激光器和摄像机，使得喷涂机器人手臂、结构光激光器和摄像机的轴线均在同一平面内，利用摄像机采集结构光激光器射到待喷面上的光斑图像，进而获得当前阶段待喷面进行喷涂时的喷头姿态，进而获得下一阶段待喷面理想喷头角度的姿态调整参数，以达到连续喷涂的效果，提高喷涂的效率。拓展了自动喷涂技术的适用范围，使自动喷涂能够达到更好的效果。本发明适用于机器人自动喷涂技术领域，尤其适用于船舶外板等大型面板的喷涂工作。
【附图说明】
[0008]图1是本发明所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置的立体结构示意图；
[0009]图2是本发明所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置的结构侧视图。
【具体实施方式】
[0010]【具体实施方式】一:参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，它包括:结构光激光器1、摄像机2和吊臂3;
[0011]吊臂3的末端固定在喷涂机器人手臂4下端，结构光激光器I和摄像机2均固定在吊臂3的首端，结构光激光器I的轴线、摄像机2的轴线与喷涂机器人手臂4的轴线位于同一平面，且摄像机2的轴线与喷涂机器人手臂4的轴线相互平行，结构光激光器I的轴线与摄像机2的轴线的夹角为α，且α在O。
[0012]本实施方式所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置在实际应用时，将该装置设置在喷涂路径的前进方向上，开启结构光激光器1，使其射出的结构光照射在待喷面5上，然后通过摄像机2采集待喷面5上结构光光斑的形状，并将摄像机2采集到的实际图像与理想图像进行比较，所述理想图像为待喷面5与摄像机2轴线垂直时的图像，最后通过计算得到此时喷头相对于待喷面5的角度，从而可据此调整喷头的姿态，以达到实时调整喷头与待喷面5的角度的目的。
[0013]【具体实施方式】二:本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置作进一步说明，本实施方式中，结构光激光器I射出的结构光的光斑为圆形、点阵状或十字形。
[0014]本实施方式中，结构光激光器I射出的光斑为圆形、点阵状或十字形，这样能够简化射出图形，并能保证测量结果。
[0015]【具体实施方式】三:本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置作进一步说明，本实施方式中，结构光激光器I的出射激光角度可调。
[0016]本实施方式中，结构光激光器I的出射激光角度可调，即结构光激光器I的轴线与摄像机2的轴线的夹角可调，这样可以适用于近距离与远距离表面角度的测量。
[0017]【具体实施方式】四:本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括:数据处理器，摄像机2的图像信息输出端连接数据处理器的图像信息输入端，数据处理器中嵌有理想图像信息，该理想图像信息为待喷面5与摄像机2轴线垂直时，摄像机2所采集的图像信息。
[0018]【具体实施方式】五:本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置作进一步说明，本实施方式中，吊臂3的首端设有固定板，摄像机2固定在固定板的下端面上，结构光激光器I通过激光器支架固定在固定板的上端面上，激光器支架能够调整结构激光器I的角度。
[0019]本实施方式中，利用固定板合理安排结构光激光器I和摄像机2的位置，并通过激光器支架达到调节结构激光器输出激光的角度，使得结构光激光器I的轴线与摄像机2的轴线之间存在一定角度，保证摄像机2能够采集到结构光激光器I照射到待喷面5上的光斑。
【主权项】
1.一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，其特征在于，它包括:结构光激光器(I)、摄像机(2)和吊臂(3); 吊臂(3)的末端固定在喷涂机器人手臂(4)下端，结构光激光器(I)和摄像机(2)均固定在吊臂(3)的首端，结构光激光器(I)的轴线、摄像机(2)的轴线与喷涂机器人手臂(4)的轴线位于同一平面，且摄像机(2)的轴线与喷涂机器人手臂(4)的轴线相互平行，结构光激光器(I)的轴线与摄像机(2)的轴线的夹角为α，且α在O。2.根据权利要求1所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，其特征在于，结构光激光器(I)射出的结构光的光斑为圆形、点阵状或十字形。3.根据权利要求1所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，其特征在于，结构光激光器(I)的出射激光角度可调。4.根据权利要求1所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，其特征在于，它还包括:数据处理器，摄像机(2)的图像信息输出端连接数据处理器的图像信息输入端，数据处理器中嵌有理想图像信息，该理想图像信息为待喷面(5)与摄像机(2)轴线垂直时，摄像机(2)所采集的图像信息。5.根据权利要求1所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，其特征在于，吊臂(3)的首端设有固定板，摄像机(2)固定在固定板的下端面上，结构光激光器(I)通过激光器支架固定在固定板的上端面上，激光器支架能够调整结构激光器(I)的角度。
【专利摘要】一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，涉及自动喷涂技术领域。本发明是为了解决现有的自动喷涂机器人对于船舶外板等大型表面的自动喷涂过程中，不能够实时进行角度调整的问题。本发明所述的一种基于结构光视觉的喷头姿态测试装置，在喷涂机器人手臂上加装一个吊臂，并在该吊臂上固定有结构光激光器和摄像机，使得喷涂机器人手臂、结构光激光器和摄像机的轴线均在同一平面内，利用摄像机采集结构光激光器射到待喷面上的光斑图像，进而获得当前阶段待喷面进行喷涂时的喷头姿态，进而获得下一阶段待喷面理想喷头角度的姿态调整参数，以达到连续喷涂的效果，提高喷涂的效率。拓展了自动喷涂技术的适用范围。本发明适用于机器人自动喷涂技术领域。
【IPC分类】B05B15/08, G01B11/26
【公开号】CN105571528
【申请号】CN201610012987
【发明人】陈维山, 刘宇阳, 刘英想, 刘军考, 冯培连
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月8日