本实用新型涉及智能控制技术领域，具体指一种船舶涂层缺陷智能检测修补系统。
背景技术：
在造船工业中，船体框架一般由许多预先加工好的钢板焊接而成，在焊接之前会对钢板进行喷涂作业。焊接作业在船体内部进行，从而避免了在船体表面留下焊缝，但是焊接产生的高温会损毁焊接区域周围的涂装，因此在焊接作业完成后，损坏的涂装需要被打磨掉并重新喷涂。目前，在国内造船厂中，涂装分层打磨和修补仍采用人工完成，工作量之大使之不得不采用人海战术，工人在工作时只能使用肉眼检查，手工修补的方法，但这种方法对工人的技能要求高，依赖工人的经验，结果直观性差，检测效率低，对于工人不易到达的位置存在局限性等缺点，并且工人的人身安全也难以得到保障，这是因为一方面船坞内作业多为高空吊车或高空吊篮，容易发生高空跌落等意外事故，另一方面涂料的化学成分包含甲苯、苯、重金属、增塑剂等对人体有害的物质，且工作现场粉尘较多，噪音大，长期以来会对工人的身体健康造成难以估量的损害。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出了一套用于船舶涂层缺陷智能检测修补自动化系统，该系统由双卷扬机自动同步提升系统、船舶表面涂层缺陷检测修补机器人、多涂料自动清洗换色系统及总控协调系统组成。
船舶表面涂层缺陷检测修补机器人
该机器人是一种特殊的龙门架结构机器人，拥有三个自由度，机器人竖轴导轨上安装了通过开关控制的磁隙式磁铁，通过磁铁将机器人吸附在船舶表面上使其能在船舶表面上下左右移动。该机器人配备了一台工业相机及相应的智能图像分析系统，通过给船舶表面拍照及拼接处理图像确定涂层缺陷以及待修补的位置和区域大小，在确定位置后使用机器人移动平台上的打磨工具进行缺陷处理、喷涂工具进行缺陷修补。
该机器人具有一套功能强大的远程上位操作系统，通过该操作系统操作人员可远程控制机器人的动作、规划机器人路径、制定执行计划、查看机器人状态以及调节机器人的参数。该上位操作系统具备上层通讯接口,便于与总控协调系统及相应上层管理系统进行对接。
其中，双卷扬机自动同步提升系统，由两台卷扬机、两台变频器、带有无线通讯模块与双485通讯模块的PLC以及相应的配套设备组成。卷扬机与变频器连接、变频器通过485总线与PLC连接，PLC通过485总线与变频器通讯，通过串行指令实时改变变频器运行频率从而达到调节双卷扬机提升或下降的速度，并提供足够的提升下降转矩。为保证两台卷扬机的同步运行，将两台卷扬机设置成一主一从的模式，PLC根据工作情况实时调节并读取主卷扬机频率,从卷扬机通过PLC读取主卷扬机当前的频率来调节自身的频率,这样就保证了两台卷扬机的同步工作状态。
该系统主要协助船舶表面涂层缺陷检测修补机器人进行船舶表面的涂层检测与修补工作，用于减轻机器人负载，为了使机器人电机运行平稳，必须保证电机所受负载保持恒定，因此卷扬机系统与机器人系统也必须保持同步运行。卷扬机的PLC控制终端与总控协调系统之间使用无线网络进行连接，机器人运行时会将相关的运行信息传递至总控协调系统，总控协调系统再将信息传递至PLC中，PLC根据信息调节卷扬机的运动状态，使其与机器人的运动保持同步。
其中，多涂料自动清洗换色系统，由换色阀、计量泵、流量计、隔膜泵、压力桶及带有无线通讯模块的PLC以及相应的气动电动等配套设备组成。系统的涂料换色和清洗工作主要是由换色阀与PLC共同完成的，换色阀是由多个可扩展换色模块组成的，除了必要的进口、出口、空气模块外，可以在其它模块接入不同颜色的循环涂料以及管路清洗溶剂，各个模块的开闭由PLC控制。需要清洗时打开清洗模块关闭其它模块，需要喷涂时打开某个涂料模块关闭其它模块。通过计量泵与流量计可以精确测量涂料用量，在涂料耗尽时及时发出通知。
该系统为船舶表面涂层缺陷检测修补机器人提供涂料,机器人上层控制系统通过总控协调系统与清洗换色系统的PLC控制终端进行交互。机器人使用工业相机拍照，使用图像分析系统分析所需修补的涂层颜色，告知PLC，PLC根据颜色信息调整换色阀、启动供料；当涂料耗尽时，PLC告知机器人无法供料，机器人暂停等待涂料补充。
其中，总控协调系统为整套系统的中枢，是各个系统之间信息交换的中转站，具有整合信息、传递信息的功能。通过无线网络与各个子系统控制系统连接，操作人员只需通过总控协调系统即可完成现场信息采集、工作计划安排、相关历史记录的查询等。该系统还具备与上层系统连接的接口，可以将系统信息提供给MES、SCADA、EPR等上层系统，以便于更加精确制定计划、核算成本。
安装机器人系统工作流程，由多个子系统协同工作完成，具体工作过程：
1.清理船舶表面，安装各个子系统。
2.构建无线局域网络，使用总控协调系统将各个子控制系统联接在一起。
3.启动机器人与同步卷扬机，机器人沿着轨道为船舶表面拍照。
4.分析所拍摄的图片，确定机器人所要处理区域。
5.机器人移动到缺陷处对缺陷进行处理。
6.缺陷处理完成后进行相应修补，涂层换色清洗机构根据机器人要求提供涂料。
7.机器人重新拍照，确定缺陷是否修补成功。
8.机器人重复3-7步骤直到整个区域全部修补完成。
9.总控协调系统对本次工作情况进行汇总，并通知操作人员。
如上所述，通过该系统代替人工完成船舶涂装的检测和修补工作，不仅缓解造船业的用工荒，进一步提升造船业的自动化水平。
附图说明
图1为实用新型一种船舶涂层缺陷智能检测修补系统连接框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述
一种船舶涂层缺陷智能检测修补系统(如附图1所示)，其特点在于，包括由双卷扬机自动同步提升系统，船舶表面涂层缺陷检测修补机器人，多涂料自动清洗换色系统及总控协调系统联动构成。
进一步，所述双卷扬机自动同步提升系统，由主卷扬机A和从卷扬机B，主变频器A和从变频器B，带有无线通讯模块与485主通讯模块A和485从通讯模块B的PLC以及相应的配套设备组成。
其中，所述卷扬机与变频器连接、变频器通过485总线与PLC连接，PLC通过485总线与变频器通讯。
所述主卷扬机A、从卷扬机B的同步运行，将其设置成一主一从的模式，PLC根据工作情况实时调节并读取主卷扬机频率,从卷扬机通过PLC读取主卷扬机当前的频率来调节自身的频率,这样就保证卷扬机的同步工作状态。
所述卷扬机的PLC控制终端与总控协调系统之间使用无线网络进行连接，机器人运行时会将相关的运行信息传递至总控协调系统，总控协调系统再将信息传递至PLC中，PLC根据信息调节卷扬机的运动状态，使其与机器人的运动保持同步。
进一步，所述船舶表面涂层缺陷检测修补机器人，为一种垂直安装的龙门架结构机器人，拥有三个自由度。
所述机器人竖轴导轨上安装了通过开关控制的磁隙式磁铁，通过磁铁装置将机器人吸附在船舶表面上使其能在船舶表面上下左右移动。
所述机器人配备一套智能图像采集分析系统，通过该系统采集船体表面图像，通过该系统处理图像确定涂层缺陷以及待修补的位置和区域大小，在确定位置后使用机器人移动平台上的打磨工具进行缺陷处理、喷涂工具进行缺陷修补。
所述机器人设置远程上位操作系统，通过该操作系统可远程控制机器人的动作、规划机器人路径、制定执行计划、查看机器人状态以及调节机器人的参数。
该上位操作系统具备上层通讯接口,便于与总控协调系统及相应上层管理系统进行对接。
进一步，所述多涂料自动清洗换色系统，由换色阀、计量泵、流量计、隔膜泵、压力桶及带有无线通讯模块的PLC以及相应的气动电动配套设备组成。
其中，所述系统的涂料换色和清洗工作主要是由换色阀与PLC共同完成的，换色阀是由多个可扩展换色模块组成的，除了必要的进口、出口、空气模块外，在其它模块接入不同颜色的循环涂料以及管路清洗溶剂，各个模块的开闭由PLC控制。
清洗时打开清洗模块关闭其它模块，喷涂时打开某个涂料模块关闭其它模块。
计量泵与流量计精确测量涂料用量，在涂料耗尽时及时发出通知；
所述系统为船舶表面涂层缺陷检测修补机器人提供涂料,机器人上层控制系统通过总控协调系统与清洗换色系统的PLC控制终端进行交互。
所述机器人使用工业相机拍照，使用图像分析系统分析所需修补的涂层颜色，告知PLC，PLC根据颜色信息调整换色阀、启动供料；当涂料耗尽时，PLC告知机器人无法供料，机器人暂停待涂料补充。
进一步，所述总控协调系统，该系统为整套系统的中枢，是各个系统之间信息交换的中转站，具有整合信息、传递信息的功能。
通过无线网络与各个子系统控制系统连接，操作人员只需通过总控协调系统即可完成现场信息采集、工作计划安排、相关历史记录的查询。
所述系统还具备与上层系统连接的接口，可以将信息提供给MES、SCADA、EPR上层系统，以便于更加精确制定计划、核算成本。
综上所述，本实用新型一种由双卷扬机自动同步提升系统、船舶表面涂层缺陷检测修补机器人、多涂料自动清洗换色系统及总控协调系统组成的船舶涂层缺陷智能检测修补系统，通过该系统代替人工完成船舶涂装的检测和修补工作，缓解造船业的用工荒，提升造船业的自动化水平。