CN106457289B - 实时可视化涂覆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过配备有用于喷射涂层的喷嘴(5)的自动装置(4)在机动车辆的车身部件(1)上施加涂层的方法，该方法包括以下操作：在部件(1)上确定施加涂层的理论轨迹；计算由此确定的喷嘴(5)的轨迹的路径；引导自动装置(4)，以使喷嘴跟随由此计算的路径；在施加涂层期间，在车身部件(1)上绘制理论轨迹的图像(10)。

Description

实时可视化涂覆的方法
技术领域
本发明涉及机动车辆的制造领域，更确切地，涉及机动车辆的车身的涂覆(尤其是实施喷漆或实施防水层)。
背景技术
涂覆通常通过自动装置自动地实施。将车身固定在搬运车上或悬挂在吊车上，其呈列队式(连续地或顺序地)被带到涂覆位置，在该位置处，配备有喷嘴的自动装置通过喷雾来施加涂层(尤其是喷漆或防水产品)。
施加涂层是一种精细的操作，因为车身部件是具有复杂形状的三维部件，其配备有凸起部分和开口。为了施加适当量的涂层，需要使喷嘴跟随根据待涂覆的部件的形貌计算的优化路径。
已知几种涂覆技术，其中自动装置预先批量地实施最初阶段(phase d’apprentissage)，在此阶段期间，当对待涂覆的部件手动涂覆时，获得通过操作者手持的喷嘴的三维坐标，参见例如国际申请WO2012/150485。
该技术完全没有解决路径优化的问题，因为其仅是重现最初阶段期间操作者的动作。然而，并不允许保证操作者的动作是最佳的。相反，误差可能会被引入，这完全随着连续生产而重复(在喷嘴和待涂覆的部件之间的距离的变化，喷嘴移动速度非恒定，犹豫，反复)。
这就是优选运用计算和数字模拟的原因。某些制造商的涂覆线上实际展开的另一已知的技术包括以下操作：
-在部件上确定用于施加涂层的理论轨迹；
-计算由此确定的喷嘴的轨迹的路径；
-引导自动装置，以使喷嘴跟随由此计算的路径；
该技术允许优化涂层的施加，但只是在某些方法中。
实际上，所计算的路径不能完全对应于理论轨迹，因为将优先权赋予了喷嘴的移动速度而不是其位置。实际上，仅仅将对于理论轨迹的点的选择导入到自动装置的自动机(API或控制器)中，然后自动机进行插值，以计算其自己的路径。
结果在自动装置(更确切地为喷嘴)实际跟随的路径和其应跟随的理论轨迹之间产生偏差。为了确保正确地施加涂层，点的实施是在工业化阶段(在批量实施之前)实现。该点的实施是通过专业操作者(称为轨迹绘制员)手动实现，操作者根据其自身对施加涂层的质量的评估，在自动装置的自动机的程序中进行轨迹的校正。
该技术比先前的技术好，但其仍然是可改进的，因为其完全依赖于轨迹绘制员的能力来正确地评价轨迹的假定误差并正确地对其重新程序化，而无需以轨迹绘制员不必另外知道的理论轨迹为依据。
发明内容
第一目的是提供允许优化在机动车生产链上自动化涂覆喷嘴的路径的解决方法。
第二目的是通过最小化根据判断实施的操作来简化轨迹绘制员的工作。
第三目的是简化轨迹误差的检测。
为此，提出了一种通过配备有用于喷射涂层的喷嘴的自动装置在机动车辆的车身部件上施加涂层的方法，该方法包括以下操作：
-在部件上确定施加涂层的理论轨迹；
-计算由此确定的喷嘴的轨迹的路径；
-引导自动装置，以使喷嘴跟随由此计算的路径；
-在施加涂层时，在车身部件上绘制理论轨迹的图像。
可以具备下述不同附加特征中的一个或其组合：
-理论轨迹的图像可以借助面对车身放置的图像投影设备直接绘制在车身的物理部件上；
-理论轨迹的图像可以在真实度提高的环境中通过图像嵌入技术间接地绘制在车身的物理部件上；
-理论轨迹的图像可以通过使其重叠在借助照相机拍摄的车身的物理部件的图像上来绘制；
-作为变型例，理论轨迹的图像可以通过投射在透明表面(诸如眼镜片)上来绘制，通过该透明表面能够看见车身的物理部件，使得从穿过透明表面朝向物理部件的观察者的视角与其重叠。
可以具备以下附加操作特征，其在于：
-在施加涂层时，对应于喷嘴所跟随的路径的在车身部件上的投影，实时计算施加涂层的实际轨迹；
-在施加涂层时，在车身部件上实时绘制由此计算的实际轨迹的图像。
同样，可以具备以下附加操作：
-确定在实际轨迹和理论轨迹之间的偏差；
-实时显示所确定的偏差；
-根据所确定的偏差，校正喷嘴的路径。
附图说明
参照以下附图，通过下文对实施方式的描述使本发明的其他目的和优点得以显现，在附图中：
-图1是示出机动车辆的车身涂覆位置的立体图；
-图2是图1的细节的按比例的放大图。
具体实施方式
在图1上示出了在批量实施前、点的实施阶段时，机动车辆的车身部件1的涂覆位置。使用的涂层尤其可以是喷漆或防水产品。
如图所示，车身部件1安装在支架2(这里为搬运车)上，支架可以是固定在，或者如在所示实施例中，滑动安装在例如由一对轨道3形成的导轨上。
车身部件1可以是整体元件(可以涉及车厢、侧门、罩、后备箱护板等)，或由元件组装形成；尤其可以涉及部分车身(如在所示实施例中的，部件1包括车厢和侧门，而未设置罩和后备箱护板)或完整的车身。
涂层在部件1上的施加借助配备有用于在车身部件1上喷射涂层的喷嘴5的一个(或多个)自动装置4。在图1所示的示例中，自动装置4是多轴的，并包括底座6，在底座上安装有铰接在安装了喷嘴5的端部上的臂7。喷嘴5喷射在图2中用黑色呈现的总体为锥面形的涂层。
自动装置4通过API(工业程序化自动机)8控制，API通过例如位于控制舱中而可以使车辆偏离。多种机动装置可以通过同一API进行控制。
在部件1上施加涂层不是直接实施，而包括用于确定对于喷嘴5的优化路径的多个操作。
由此，第一个操作在于，在部件1上确定用于施加涂层的理论轨迹。该操作可以借助数字模拟工具实现，典型地在由计算机辅助设计(CAO)的虚拟环境中，其中理论轨迹在部件1的三维虚拟图(虚拟呈现(avatar))上实现。
存储在电脑的中央单元9中的该理论轨迹以局部较短的直线或折线形式示出，其在车身部件1的待涂覆表面上延伸，使得通过喷嘴的投射锥面与待涂覆表面的交叉处所对应的涂层盘对轨迹的扫描覆盖该表面的全部。涂层盘的尺寸随着从喷嘴5到车身部件1的距离而变化，应当理解，对该距离和投射锥面的开角的考虑在理论轨迹的确定中是必要的。
第二个操作涉及计算由此确定的喷嘴5的理论轨迹的路径。该路径并不一定是以对应于从喷嘴5到车身部件1的表面的假定距离的值的理论轨迹的空间平移。实际上，多轴自动装置的程序化模式通常强制程序化点的有限云，API 8在生产结束时计算最小化自动装置4的移动距离和/或最大化自动装置4的移动速度的内插路径。
结果为，计算出的喷嘴5的路径仅部分覆盖理论轨迹，这需要允许优化涂层的施加的外点的实施。
为了促进该点的实施，设置以下操作，其在于，当涂层时，在车身部件1上绘制理论轨迹的图像10，以允许其可以被负责进行点的实施的操作者11(称为轨迹绘制员)看到。
在该绘制的背景下，表述“车身部件”不一定是在真实世界中的物理部件自身，而是还可以代表如所见的其图像。
根据第一实施方式，绘制是借助放置在物理部件对面的图像投影设备12(或投影仪)在车身的物理部件1上直接进行，图像投影设备的场13(在图2中由点划线呈现)包括(至少部分地，且优选全部地)部件1。投影仪12例如与中央单元9连接，其向投影仪提供视频流，其中理论轨迹的图像10适应于投影仪12与部件1的相对位置。由此，在投影仪12不放置在面对部件1的朝前位置中但相对于部件1偏置(向上、向下、向前和/向后)的情况下(示出的情况)，实施预先的程序化操作，以通过图像变形(anamorphose)方法转换轨迹图像，从而使绘制在部件1上的轨迹有效地对应于理论轨迹，而没有由于投射角而大幅失真。
根据第二实施方式，绘制在真实度提高的环境中通过图像嵌入技术间接地实施在车身的物理部件1上。
由此，轨迹的图像可以通过使其重叠在借助照相机拍摄的物理部件1的图像上来绘制。换言之，在整个施加涂层的过程中物理部件1(优选地，以固定的平面)被拍摄成其绘制在控制屏(例如在电脑屏幕或在便携式信息板)上的图像，并且轨迹图像重叠在由此复制的部件图像上。
作为变型例，理论轨迹的图像10通过投射在透明表面14上来绘制，通过该透明表面可以看见车身的物理部件1，使得从穿过透明表面14朝向物理部件1的轨迹绘制员的视角与其重叠。实施时，该表面14例如是眼镜片。该实施例示出在图2上，并且假设当对于车身部件1的示图如轨迹绘制员11所观察到的(假设如上所述的第一实施方式所示出的投影仪12不存在)。
物理部件1优选地配备有钝化标记(marqueur passif)15，其用于允许：
-在第一实施方式中，理论轨迹的图像10投射在部件1有效存在的位置，
-在第二实施方式中，空间上布置与部件1相关的参考系，并在其上调整(caler)与理论轨迹相关的参考系。
在附图中示出了黑色的象限圆点的典型形式的这种标记15。可能的备选方案在于可以拍摄部件1，并进行形状识别，以在空间中定位部件1(以及其方向)。
在图2上，理论轨迹的图像10以虚线出现，喷嘴5的移动方向由箭头呈现。
引导自动装置4，以使喷嘴5跟随所计算的路径，并将涂层施加在车身部件1上。
理论轨迹在车身部件1上的(直接或间接)绘制允许轨迹绘制员在自动装置4的API8中进行程序修改，其预计必要地用于校正在施加涂层时由喷嘴5所跟随的路径，以便在由此绘制的理论轨迹上再次对路径进行调整。该绘制有利于再次调整，并因此有利于最佳轨迹的点的实施。
可以在该校正中通过使轨迹绘制员另外可观察到由喷嘴5所实际跟随的路径来协助轨迹绘制员。
由此，可以对上述操作结合第一附加操作，其在于，在施加涂层时，对应于喷嘴5所实际跟随的路径的在车身部件1上的投影，实时计算涂层施加的实际轨迹，然后进行第二附加操作，其在于，在施加涂层时，在车身部件1上实时绘制由此计算的实际轨迹的图像16。该绘制在与理论轨迹的图像10相同的条件下实施。
在图2上，实际轨迹的图像16由粗实线呈现。
实际轨迹的图像16与理论轨迹的图像10的重叠有利于确定它们之间的偏差。这种确定可以由轨迹绘制员11的判断来实施。但是，还可以预计实时显示(尤其在车身部件1上)所确定的偏差。该显示可以在例如从超过预定的阈值差值例如约10mm的条件下实现。显示可以包括在所确定偏差的点处实际轨迹与理论轨迹之间计算的差值，从而有利于由轨迹绘制员11校正路径。
轨迹绘制员11因此能够简便地根据所确定的偏差校正用于喷嘴5的路径。
由此最小化根据判断实施的校正。

Claims (10)

1.一种通过配备有用于喷射涂层的喷嘴(5)的自动装置(4)在机动车辆的车身部件(1)上施加涂层的方法，该方法包括以下操作：
-在所述部件(1)上确定施加涂层的理论轨迹；
-计算由此确定的所述喷嘴(5)的轨迹的路径；
-引导所述自动装置(4)，以使所述喷嘴跟随由此计算的所述路径；
该方法的特征在于，其还包括以下操作：在施加涂层时，在所述车身部件(1)上绘制理论轨迹的图像(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述理论轨迹的图像(10)可以借助面对车身放置的图像投影设备来直接绘制在车身的物理部件(1)上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述理论轨迹的图像(10)可以在真实度提高的环境中，通过图像嵌入技术间接地绘制在车身的物理部件(1)上。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述理论轨迹的图像(10)可以通过使其重叠在借助照相机拍摄的车身的物理部件(1)的图像上来绘制。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述理论轨迹的图像(10)可以通过投射在透明表面(14)上来绘制，通过所述透明表面能够看见车身的物理部件(1)，使得从穿过所述透明表面(14)朝向所述物理部件(1)的观察者(11)的视角与其重叠。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述表面(14)为眼镜片。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，其包括以下操作：
-在施加涂层时，对应于所述喷嘴(5)所跟随的路径的在所述车身部件(1)上的投影，实时计算施加涂层的实际轨迹；
-在施加涂层时，在所述车身部件(1)上实时绘制由此计算的实际轨迹的图像(16)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其包括确定所述实际轨迹和所述理论轨迹之间的偏差。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其包括实时显示所确定的偏差。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，其包括根据所确定的偏差，校正所述喷嘴(5)的路径。
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