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_2

文档序号:8212500阅读:来源:国知局
[0038] 在一个实施例中,光学测量设备106包括数据接口 130、光幕传感器132、深度摄像 机134、传送台136和电机控制模块138。数据接口 130与主控设备102相连,用于从主控 设备102接收驱动参数,并向主控设备102传送三维投影视图。光学测量设备106的具体 结构和操作将结合图2至图5进行描述。
[0039] 图2所示为根据本发明的实施例的光学测量设备106。如图2所示,传送台136包 括传送带224。传送带224上覆盖皮带,用于将喷涂工件从传送台的一端传送到另一端。图 2显示了一个喷涂工件从传送台的一端传送到另一端的示意图。为了描述方便,图2示出了 该喷涂工件分别在传送台两端和中间位置的状态。
[0040] 在一个实施例中,光幕传感器132安装于传送台136上。更具体地讲,传送台136 包括两个台面,光幕传感器132安装在两个台面的连接处。在图2的实施例中,光幕传感器 132包括两组光幕发射器和接收器,例如:第一组发射器210和接收器211,第二组发射器 212和213。当传送台136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。例如:发射器210和接收器211测量和 记录所述喷涂工件的俯视图;发射器212和接收器213测量和记录所述喷涂工件的正视图。 更具体地讲,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点信号计算出所述待测 工件的对应面的形状和大小。
[0041] 深度摄像机134安装于传送台136的一端。深度摄像机134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。更具体地 讲,深度摄像机134设置在所述喷涂工件的传送方向面上,由此,深度摄像机134设置和记 录了所述喷涂工件的左视图。
[0042] 优点在于,采用图2的两组光幕传感器和深度摄像机的结构,光学测量设备106无 需三组光幕传感器,不仅方便了传送台136的搭建,还节约了传送台136的成本。
[0043] 在另一个实施例中,光幕传感器包括三组光幕发射器和接收器,用于分别测量和 记录所述喷涂工件的三个面(即正视图、俯视图和左视图)的投影视图(图中未示出此实施 例)。
[0044] 图3所示为根据本发明的实施例的传送台136的示意图。图3将结合图2进行描 述。图3示出了传送台136的一部分视图。传送台136包括两个台面302和304。台面302 和304分别设置了传送带224。两个台面302和304之间设置了支撑玻璃306。优点在于, 支撑玻璃306可以透光,因此,光幕发射器210和接收器211可以分别设置在支撑玻璃306 之上和支撑玻璃306之下。此外,光幕发射器212和接收器213分别设置在支撑玻璃306 的两侧。此外,如图2和图3所示,光幕发射器和接收器均通过光幕支撑装置222固定于传 送台136上(将在图4进行描述)。
[0045] 图4所示为根据本发明的实施例的光幕支撑装置222的示意图。图4将结合图2 和图3进行描述。光幕传感器的每一个光幕发射器和接收器均采用如图4所示的光幕支撑 装置222固定。光幕支撑装置222包括两个螺钉臂402和406和光幕支撑臂404。两个螺 钉臂402和406分别位于光幕支撑臂404的两侧,螺钉臂402和406与光幕支撑臂404通 过横梁408连接,螺钉臂402和406分别具有螺钉孔412和414。前述的光幕发射器或者接 收器通过光幕支撑臂404安装在光幕支撑装置222上,光幕支撑装置222通过螺钉孔412 和414的螺钉分别固定于两个台面224和226上。
[0046] 图5所示为根据本发明的实施例的电机控制模块138的结构图。在一个实施例 中,电机控制模块138安装在传送台136的台面之下。电机控制模块138包括控制器502、 电机504和编码器506。编码器506产生表示所述传送带速率的反馈信号,控制器502根 据所述反馈信号控制电机504,以控制传送带504的速率。优点在于,通过控制传送带504 的速率,以达到光幕传感器和深度摄像机拍摄投影面的最优化效果。
[0047] 图6所示为根据本发明的实施例的控制喷涂机器人的喷涂方法流程图600。图6 将结合图1至5进行描述。
[0048] 在步骤602中,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。在步骤604中,产生表示所述三维投影视图和所述尺寸信息 的工件信号。在步骤606中,读取与所述喷涂机器人相关的喷涂参数。在步骤608中,根据 所述工件信号和所述喷涂参数计算所述喷涂机器人的喷涂路径,并产生包含所述喷涂路径 信息的喷涂指令。在步骤610中,根据所述喷涂指令控制所述喷涂机器人按照所述喷涂路 径进行喷涂操作。在步骤612中,产生表示传送台136的传送带速率的反馈信号。在步骤 614中,根据所述反馈信号控制传送台136的电机504,以控制所述传送带速率。
[0049] 图7所示为根据本发明的实施例的对喷涂工件进行光学测量的方法流程图602。 图7是对图6中的步骤602的进一步描述。
[0050] 在步骤702中,将所述喷涂工件从传送台的一端传送到另一端。在步骤704中,在 所述喷涂工件的传送过程中,采用三组发射器和接收器分别测量和记录所述喷涂工件的三 个面的投影视图。
[0051] 图8所示为根据本发明的另一实施例的对喷涂工件进行光学测量的方法流程图 602'。图8是对图6中的步骤602的进一步描述。图7和图8为步骤602的两种不同实施 例。
[0052] 在步骤802中,将所述喷涂工件从传送台的一端传送到另一端。在步骤804中,在 所述喷涂工件的传送过程中,采用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。在步骤806中,采用深度摄像机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。在图7或者图8 的实施例中,传送台、支撑玻璃、深度摄像机、电机控制模块和光幕传感器采用图2至图5的 结构,在此就不再赘述。
[0053] 优点在于,采用图6至图8的控制方法使用光学测量设备测量待测工件的三维视 图和尺寸信息,避免了因为缺乏工件CAD图而无法自动生成喷涂路径的问题。同时,根据 待测工件的三维视图和尺寸信息自动生成喷涂路径,避免了因为人工校对路径而产生的误 差,提高了喷涂精度,并由此提高了喷涂质量。
[0054] 以下将对根据三维视图生成喷涂路径的方法做进一步说明。
[0055] 图9所示为根据本发明的实施例的中央控制器126的方法流程图900。方法流程 图900描述了一种基于三维模型识别的喷涂机器人控制方法。
[0056] 在步骤902中,为主控设备102、光学测量设备106和喷涂设备104设置硬件驱动 参数。其中,主控设备102包括显示器122、与所述喷涂设备104和所述光学测量设备106 相连的数据接口 130。喷涂设备104包括喷枪110和喷涂机器人112。
[0057] 在步骤904中,从光学测量设备106读取待喷涂工件的三维投影视图。
[0058] 在步骤906中,根据所述三维投影视图和尺寸信息产生喷涂指令,以控制喷涂机 器人112喷涂所述喷涂工件。
[0059] 图10所示为根据本发明的实施例的中央控制器126的另一方法流程图904。方法 流程图904描述了一种控制喷涂机器人路径的方法。图10是图9中步骤904的进一步说 明。
[0060] 在步骤1002中,读取喷涂工件的三维投影视图。在步骤1004中,读取所述喷涂机 器人的喷涂参数。在步骤1006中,根据所述三维投影视图和所述喷涂参数计算所述喷涂工 件的每个单面的喷涂路径。在步骤1008中,将所述每个单面的喷涂路径显示在显示器122 上。在步骤1010中,用户判断该面喷涂路径是否可行。如果喷涂路径不可行,则进入步骤 1012,用户通过控制按钮128重新设定喷涂参数。由此,中央控制器126根据改变以后的参 数重新生成喷涂工件的每个单面的喷涂路径,并进入步骤1008. 如果喷涂路径可行,则进入步骤1014,根据所述每个单面的喷涂路径产生整体喷涂路 径。
[0061] 在步骤1016中,产生喷涂指令,以控制所述喷涂机器人喷涂所述喷涂工件。
[0062] 优点在于,通过显示器显示和用户修改的步骤使得喷涂路径更加优化。同时,与用 户手动操作喷枪测定喷涂路径的方法相比,改变参数并自动生成喷涂路径的方法简化了人 工操作,并且提高了喷涂路径的计算精度。
[0063] 在另一个实施例中,中央控制器126省略了步骤1008至步骤1010。
[0064] 图11所示为根据本发明的实施例的计算单面的喷涂路径的方法流程图1006。图 11是对图10中步骤1006的进一步说明。
[0065] 在步骤1102中,根据所述三维投影视图确定所述工件的多个待喷涂面。在步骤 1104中,根据所述喷涂参数和所述三维投影视图计算所述喷涂机器人的喷枪的喷涂节点跨 度和漆雾直径,并根据所述喷涂节点跨度和所述漆雾直径确定所述多个待喷涂面的每一个 面的喷涂节点,并得到所述喷涂节点的二维点坐标。步骤1102至步骤1104中的二维喷涂 节点的二维坐标计算方法将结合图12进行描述。
[0066] 图12所示为根据本发明的实施例的单面喷涂节点示意图1200。在一
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