车身标识的智能喷涂方法及装置与流程

1.本发明涉及车身表面自动化喷涂领域，尤其涉及车身标识的智能喷涂方法及装置。


背景技术：

2.在车身标识施工当前主要有以下几种方法：
3.一、人工采用搭架子或者吊篮的形式，用模板贴在车身表面，然后采用喷涂的方式完成车辆标识。
4.二、部分批量生产的零件或者车辆，通过控制待喷涂物件的精准停放，每次需要喷涂的位置都为固定的，然后配合直线导轨、工业机器人等辅助设备，实现自动化喷涂标识。
5.然而上述喷涂方式存在以下问题：
6.1、人工喷涂标识存在模具容易被污染、人工工作效率低、人工工时高等情况。而且传统的模具喷涂标识，单次只能喷涂一种颜色，在面对彩色标识时，需要反复数次设置数十次变换模具，其中任何一次的施工失误都会导致标识作废。在喷涂过一次标识后，模具都需要清洗、干燥等流程，非常费时费力。在遇到较大的标识时，人工只能采用多个模具拼接，拼接处一般会有数毫米到数厘米的偏差，从而会大大降低标识的效果。
7.2、需要精准定位的自动化喷涂标识设备为当前较常用设备，但是该设备需要来料必须精准停放，稍有偏差标识位置也会相应的错误喷涂。另外设备是固定不可移动的，无法实现跨区域调配设备。
8.因此，现有的自动化喷涂标识的方法准确性差已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题


技术实现要素：

9.本发明提供了车身标识的智能喷涂方法及装置，用于解决现有的自动化喷涂标识的方法准确性差的技术问题。
10.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
11.一种车身标识的智能喷涂方法，包括以下步骤：
12.预设打标对象的标准摆放模型及其标准喷涂方式；扫描打标对象的实际摆放模型，将所述实际摆放模型与标准摆放模型进行比较，计算出实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度，根据所述偏差角度修正所述标准喷涂方式，并控制喷涂打标工具按修正后的标准喷涂方式对打标对象进行打标。
13.优选的，扫描打标对象的实际摆放模型通过视觉识别技术实现，所所述实际摆放模型包括所述打标对象中各个工件的位置、颜色以及形状轮廓；所述标准摆放模型包括各个待喷涂的工件的位置、颜色以及形状轮廓；扫描打标对象的实际摆放模型，具体包括以下步骤：
14.扫描喷涂打标工具当前喷涂范围内的工件，并将扫描得到的工件图片与所述标准
摆放模型中各个待喷涂的工件模型进行匹配，识别当前喷涂范围内的工件类别，并对当前喷涂范围内的工件进行精准定位。
15.优选的，所述喷涂方式包括喷涂起点以及喷涂路径，计算出实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度，根据所述偏差角度修正所述标准喷涂方式，具体包括以下步骤：
16.计算当前喷涂范围内的工件的定位坐标与所述标准摆放模型中的预设坐标之间的偏差角度，并基于所述偏差角度调整喷涂起点位置和机器人喷涂距离，并确定喷涂路径的对应起点和终点，得到修正后的喷涂起点和喷涂路径。
17.优选的，扫描打标对象的实际摆放模型前，还包括以下步骤：
18.控制工业相机对工作区域进行扫描，并根据扫描得到图片识别打标对象及其初步位置；
19.将工业相机移动到打标对象的初步位置。
20.一种车身标识的智能喷涂装置，包括：工业机器人、工业相机以及喷涂打标工具，所述工业相机以及喷涂打标工具均安装在所述工业机器人的机械臂上，且均与所述工业机器人建立通信；
21.所述工业机器人用于控制所述工业相机扫描打标对象的实际摆放模型，并将所述实际摆放模型与预设的标准摆放模型进行比较，计算出实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度，根据所述偏差角度修正所述标准喷涂方式，并控制喷涂打标工具按修正后的标准喷涂方式对打标对象进行打标。
22.优选的，所述实际摆放模型包括所述打标对象中各个工件的位置、颜色以及形状轮廓；所述标准摆放模型包括各个待喷涂的工件的位置、颜色以及形状轮廓；所述喷涂方式包括喷涂起点以及喷涂路径；
23.所述工业机器人用于控制工业相机扫描喷涂打标工具当前喷涂范围内的工件，并将扫描得到的工件图片与所述标准摆放模型中各个待喷涂的工件模型进行匹配，识别当前喷涂范围内的工件类别，并对当前喷涂范围内的工件进行精准定位；计算当前喷涂范围内的工件的定位坐标与所述标准摆放模型中的预设坐标之间的偏差角度，并基于所述偏差角度调整喷涂起点位置和机器人喷涂距离，并确定喷涂路径的对应起点和终点，得到修正后的喷涂起点和喷涂路径；调节机械臂的姿态，控制喷涂打标工具按修正后的喷涂起点和喷涂路径对工件进行打标。
24.优选的，当标识尺寸大于尺寸阈值是，把标识切分成适应机器人臂展的数个部分，分块完成标识的喷涂工作。
25.优选的，还包括移动底盘，所述工业机器人设置在所述移动底盘上，所述移动底盘与所述工业机器人进行通信；
26.所述工业机器人用于控制所述工业相机对工作区域进行扫描，并根据扫描得到图片识别打标对象及其初步位置，并控制移动底盘将工业机器人、工业相机以及喷涂打标工具运送到所述初步位置处。
27.优选的，移动底盘将工业机器人、工业相机以及喷涂打标工具运送到所述初步位置处后，所述工业机器人还用于控制移动底盘移动到预设的喷涂位置处。
28.优选的，所述移动底盘为滚轮式工业小车。
29.本发明具有以下有益效果：
30.1、本发明中的车身标识的智能喷涂方法及装置，预设打标对象的标准摆放模型及其标准喷涂方式；扫描打标对象的实际摆放模型，将所述实际摆放模型与标准摆放模型进行比较，计算出实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度，根据所述偏差角度修正所述标准喷涂方式，并控制喷涂打标工具按修正后的标准喷涂方式对打标对象进行打标，相比现有技术，本发明能通过计算实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度来修正预设的标准喷涂方式，再按修正后的标准喷涂方式对打标对象进行打标，能大大提高打标的准确性。
31.2、在优选方案中，本发明通过可自主移动的滚轮小车搭载工业多轴机器人，机器人末端搭载工业相机，能够实现跨越车间和生产线前往目的地工作，且通过工业相机自主识别待标记物件的种类、空间位置，并自主生成喷涂标记的路径，进而实现定制化喷涂；从而从移动性、覆盖范围、主动识别物件等方面，对传统的自动化标识方式进行全面提升。该系统对待标识物件的尺寸、形状、空间位置等因素宽容性非常高，受到的限制条件远小于当前常见工艺。本发明既拥有人工的高灵活性，又具备了传统自动化设备的高精度，同时较高的识别能力，还可以起到对前端工艺的识别情况进行验证，进一步避免错误标识的风险。
32.3、在优选方案中，本发明通过拼接的方式完成任意尺寸的标识，而拼接处肉眼不可分辨。本发明的高柔性配合高精度，可以实现把所有标识进行立体空间划分，逐块的完成所有标识任务。
33.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
34.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
35.图1是本发明优选实施例中的车身标识的智能喷涂装置的示意图；
36.图中标注，1、工业机器人；2、工业相机；3、喷涂打标工具；4、移动底盘。
具体实施方式
37.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
38.实施例一：
39.本实施中公开了一种车身标识的智能喷涂方法，包括以下步骤：
40.预设打标对象的标准摆放模型及其标准喷涂方式；扫描打标对象的实际摆放模型，将所述实际摆放模型与标准摆放模型进行比较，计算出实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度，根据所述偏差角度修正所述标准喷涂方式，并控制喷涂打标工具3按修正后的标准喷涂方式对打标对象进行打标。
41.此外，在本实施例中，还公开了一种车身标识的智能喷涂装置，包括：工业机器人1、工业相机2以及喷涂打标工具3，所述工业相机2以及喷涂打标工具3均安装在所述工业机器人1的机械臂上，且均与所述工业机器人1建立通信；
42.所述工业机器人1用于控制所述工业相机2扫描打标对象的实际摆放模型，并将所
述实际摆放模型与预设的标准摆放模型进行比较，计算出实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度，根据所述偏差角度修正所述标准喷涂方式，并控制喷涂打标工具3按修正后的标准喷涂方式对打标对象进行打标。
43.本发明中的车身标识的智能喷涂方法及装置，预设打标对象的标准摆放模型及其标准喷涂方式；扫描打标对象的实际摆放模型，将所述实际摆放模型与标准摆放模型进行比较，计算出实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度，根据所述偏差角度修正所述标准喷涂方式，并控制喷涂打标工具3按修正后的标准喷涂方式对打标对象进行打标，相比现有技术，本发明能通过计算实际摆放模型与标准摆放模型之间的偏差角度来修正预设的标准喷涂方式，再按修正后的标准喷涂方式对打标对象进行打标，能大大提高打标的准确性。
44.实施例二：
45.实施例二是实施例一的优选实施例，其与实施例一的不同之处，对车身标识的智能喷涂方法的具体步骤进行了介绍，具体包括以下步骤：
46.如图1所示，在本实施例中公开了一种车身标识的智能喷涂装置，包括：移动底盘4、工业机器人1、工业相机2以及喷涂打标工具3，所述工业相机2以及喷涂打标工具3均安装在所述工业机器人1的机械臂上，且均与所述工业机器人1建立通信；所述工业机器人1设置在所述移动底盘4上，所述移动底盘4与所述工业机器人1进行通信；
47.基于所述车身标识的智能喷涂装置，还公开了一种车身标识的智能喷涂方法，包括以下步骤：
48.步骤1、根据排产调度要求，智能喷涂装置进入相应的工作车间的预指定点待命。(该步骤也可以由人工通过遥控器操作完成)。
49.步骤2、智能喷涂装置确定原点位置后，工业机器人1控制工业相机2对工作区域进行扫描，得到工作区域内的扫描图片。
50.步骤3、将扫描图片的物品与数据库内的各种物品(包括待喷涂车辆)进行匹配，识别出需要标识的物件(即待喷涂车辆)，并通过机器视觉定位算法对待喷涂车辆的初步空间位置标记。
51.步骤4、智能喷涂装置通过移动底盘4移动到第一个待标识物件旁边，控制工业相机2从不同的方向采集打标对象不同角度的图片，以根据打标对象不同角度的图片构建三维的实际摆放模型，将所述实际摆放模型与标准模型库中的各个标准摆放模型进行匹配，所述标注摆放模型与实际摆放模型均为包含空间信息的数据模型。
52.步骤5、通过自带的算法软件，计算物件的实际摆放和数字模型的偏差角度。
53.步骤6、通过得到的偏差角度，重新规划喷涂标识的空间起点和路径。
54.步骤7、工业机器人1得到空间起点位置和路径后，把喷码机送到相应位置，开始喷涂工作。
55.步骤8、喷涂完成后，机器人重复步骤4—7对第二个物件进行喷涂。
56.步骤9、当遇到尺寸较大的标识，机器人在第4步的过程中，会把标识切分成适应机器人臂展的数个部分，在步骤7时，分块完成标识的喷涂工作。
57.步骤10、完成喷涂工作后，设备自动行走到充电位置待命。
58.视觉根据实际现场情况分双目视觉和3d结构光视觉两种配置。双目视觉主要针对
精度要求在毫米级别，喷涂区域较大的场景(如：整车喷涂、较大尺寸的零件喷涂)。3d结构光视觉主要用于精度要求较高，物体表面有凹凸的结构件喷涂(如：特点位置标记、物体表面局部挂件喷涂等)
59.步骤：移动底盘4携带机器人来到喷涂位置，扫描当前喷涂范围内的工件部位，然后匹配数据库里的喷涂路径信息和工件数模对应的工件部位，然后可以得到相应的喷涂路径、待喷涂工件与机器人之间的相对位置这两个变量，从而引导机器人姿态相应调整为合适的喷涂起点位置和机器人喷涂距离，并确定喷涂路径的对应起点和终点。
60.对于整车的喷涂，会采用分段的方式来完成整车的喷涂工作。根据机器人的臂展范围，会把喷涂工作分成2-3米长度的数个独立喷涂任务(如车身长度11米，会分成3+3+3+2的4次单独喷涂)。而上面提到的两种视觉除了具备识别工件外形之外，皆有颜色识别的功能，可以准确的识别出上一工作任务的喷涂终点，从而确定当前任务的喷涂起点。
61.由于车辆不需要精准停靠，在移动过程中会存在一定的偏差，喷涂设备在移动过程中也会存在一定偏差，所以每次喷涂任务开始之前需要对设备和工件之间的位置做重新校正。实现方法就是通过上面提到的视觉系统，以机器人底座作为起始原点，在扫描待喷涂工件后，通过原点可以得到工件相对喷涂设备的空间相对坐标，该坐标和数据库里的喷涂路径规划存在一定的空间偏差角度，这时候利用机器人的高柔性，可以做相应的姿态调整，从而完全匹配数据库里的喷涂路径。
62.本发明通过可移动的小车搭载工业多轴机器人，机器人末端搭载工业相机2，从移动性、覆盖范围、主动识别物件等方面，对传统的自动化标识方式进行全面提升。该系统对待标识物件的尺寸、形状、空间位置等因素宽容性非常高，受到的限制条件远小于当前常见工艺。本发明既拥有人工的高灵活性，又具备了传统自动化设备的高精度，同时较高的识别能力，还可以起到对前端工艺的识别情况进行验证，进一步避免错误标识的风险。
63.具体表现为：
64.①
可以自主移动，能够跨越车间和生产线前往目的地工作。无论在工艺调整和厂房改造中，首当其冲的就是设备的调整，传统的自动化标记设备只要遇到相应变动都需要重新安装甚至重新设计生产，而具有自主移动能力的工业机器人1平台，具有较高柔性，可以适应各种尺寸和形状的待标识物件；而可移动的底座让机器人可以工作的空间无限放大，不会像传统自动化设备只能在导轨长度内工作。
65.②
自主识别待标记物件的种类、空间位置，并自主生成喷涂标记的路径。随着生产的定制化越来越常见，标识又是其中的典型，而一些产品的差异性较小，但是标识区别却很大，通过人的肉眼区分很容易出错，只有通过工业相机2把产品进行毫米以内的偏差比对才可以保证绝对的正确率。
66.③
由于设备的精度达到0.05mm，可以通过拼接的方式完成任意尺寸的标识，而拼接处肉眼不可分辨。本发明的高柔性配合高精度，可以实现把所有标识进行立体空间划分，逐块的完成所有标识任务。
67.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。