专利名称:基于曲线三维重建的机器人喷涂轨迹提取装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及基于曲线三维重建的机器人喷涂轨迹提取装置。目的是提供的装置应能准确提取喷涂轨迹、具有工作效率高以及适应性强的特点。技术方案是：基于曲线三维重建的机器人喷涂轨迹提取装置，其特征在于：该装置包括载有目标工件且由步进电机驱动的传送带、位于传送带侧边的2个分开一定距离的接近开关以及计算机；所述计算机分别与连通步进电机和接近开关的运动控制卡、连通图像采集卡的相机以及工业机器人交互电信号。
【专利说明】基于曲线H维重建的机器人喷涂轨迹提取装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种机器人喷涂轨迹的装置，尤其设及一种基于曲线=维重建的 机器人喷涂轨迹提取装置。
【背景技术】
[0002] 目前，喷涂作业广泛地应用于工业生产中的各行各业，比如鞋底的喷胶、汽车灯罩 的喷涂W及各种复杂零件表面的喷涂等。传统的喷涂作业大多由人工完成，由于胶水和涂 料均会挥发出有毒的气体，该严重影响了操作人员的身体健康。另外人工操作也很难保证 喷涂的准确性。随着工业机器人技术的不断发生，工业机器人广泛地应用于各种喷涂领域， 它不仅能快速、自动地实现喷涂作业，更重要的是避免工人暴露在有毒的气体中。大多数喷 涂作业中的轨迹往往是=维的，而获得机器人喷涂轨迹的最常用方法是示教。该方法简单 有效，但当加工对象的形状、位置或姿态发生改变时，加工质量不能满足要求，因此不能适 应条件变化的情况。解决该个问题的方法是采用离线编程技术，该就需要实时获取每个待 喷涂工件的工作轨迹。
[0003] 一种有效地获取喷涂轨迹的方法是应用线结构光扫描工件，获得工件表面的=维 点云数据，进而根据先验算法提取喷涂轨迹。该方法的优点在于获得的喷涂轨迹的精度比 较高，可行性高，可W广泛地应用于简单表面的喷涂作业。但当工件的表面形状很复杂时， 比如存在栅格状结构时，线结构光不能准确地提取工件的表面信息，因此也很难找准喷涂 轨迹。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于曲线S维重 建的机器人喷涂轨迹提取装置。所述装置应能准确提取喷涂轨迹、具有工作效率高W及适 应性强的特点。
[0005] 本实用新型采用的技术方案是：
[0006] 基于曲线=维重建的机器人喷涂轨迹提取装置，其特征在于：该装置包括载有目 标工件且由步进电机驱动的传送带1、位于传送带侧边的2个分开一定距离的接近开关W 及计算机；所述计算机分别与连通步进电机和接近开关的运动控制卡、连通图像采集卡的 相机W及工业机器人交互电信号。
[0007] 所述步进电机的控制信号和接近开关的信号均通过运动控制卡接入计算机，相机 通过图像采集卡采集图片输至计算机，计算机和工业机器人采用标准通讯协议通信。
[000引本实用新型具有W下有益效果及优点：
[0009] 1)本实用新型的候选曲线提取方法能有效避免图像中非目标曲线的干扰，保证获 得的曲线的连续性。
[0010] 2)曲线的S维重建中添加了曲率的无穷范数约束，提高了重建后S维曲线的光顺 性，同时使得所得的最终解接近全局最优解。
[0011] 3)采用带有传送带的提取装置不仅能实现曲线的S维重建，同时也能极大地提高 生产效率，实现不间断地作业，包括：曲线S维重建一一轨迹生成一一机器人喷涂。此外，还 可适用于各种形状工件的喷涂。
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型所述提取装置的结构示意图。
[0013] 图2是本实用新型的工作流程图。
[0014] 图3a至图3d是本实用新型的一个具体实施例示意图；其中；图3a是其中一幅相 贯线图；图3b是边缘提取并过滤后的边缘图；图3c是一组同名曲线；图3d是重建的相贯 线。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步地描述，但本实用新型的实施方式 不限于此。
[0016] 如图1所示，一种基于曲线=维重建的机器人喷涂轨迹提取装置，包括；传送带1、 右接近开关2、左接近开关3、步进电机4、目标工件5、运动控制卡6、相机7、图像采集卡8、 计算机9、工业机器人10。传送带由步进电机驱动，步进电机的控制信号和接近开关的信号 均通过运动控制卡接入计算机，相机通过图像采集卡采集图像后输至计算机，计算机和工 业机器人用标准的通讯协议连接。左右2个间隔一定距离的接近开关均安装在相机的下 方，并处在其视场范围内，而且可W根据工件的尺寸调整它们的位置。
[0017] 基于曲线=维重建的机器人喷涂轨迹提取方法的工作流程由图2所示。
[001引 实施例
[0019] W-个圆柱相贯线为对象进行重建（图3所示），包括如下步骤：
[0020] 步骤S1 ;从不同的角度采集多幅祀标图像，应用张正友的方法标定相机的内参数 矩阵K和崎变系数，采用的祀标为棋牌格泄界坐标系上的坐标点P (X，，y，，Z，，1)通过W下 公式映射到图像坐标点P(u, V，1);
[0021]
【权利要求】
1. 基于曲线=维重建的机器人喷涂轨迹提取装置，其特征在于；该装置包括载有目标 工件（5)且由步进电机（4)驱动的传送带（1)、位于传送带侧边的2个分开一定距离的接 近开关（2, 3) W及计算机巧）；所述计算机分别与连通步进电机和接近开关的运动控制卡 化）、连通图像采集卡巧）的相机（7) W及工业机器人（10)交互电信号。2. 根据权利要求1所述的基于曲线=维重建的机器人喷涂轨迹提取装置，其特征在于 所述步进电机的控制信号和接近开关的信号均通过运动控制卡接入计算机，相机通过图像 采集卡采集图片输至计算机，计算机和工业机器人采用标准通讯协议通信。
【文档编号】G06K9-00GK204288242SQ201420666331
【发明者】贺磊盈, 武传宇, 李秦川, 崔东苏, 付建义 [申请人]杭州保迪自动化设备有限公司