CN108297097A - 一种汽车车身喷漆系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车车身喷漆系统及方法，涉及汽车制造技术领域，解决了现有技术在车身喷漆的过程中，因待涂车身位置发生偏移而导致的车身漆面出现少漆流挂等质量问题。该系统包括依次连接的车身传送单元、视觉感测单元、计算单元和喷漆机器人；车身传送单元用于根据传送信号承载待涂车身依次移动至坐标生成区、喷漆区和检测区；视觉感测单元用于在坐标生成区内获取待涂车身的当前位置坐标；计算单元用于根据当前位置坐标、标准位置坐标以及传送信号生成追踪坐标系；喷漆机器人基于追踪坐标系得到修正喷涂路径，在喷漆区完成待涂车身的喷漆。本发明提供的汽车车身喷漆系统用于汽车喷漆房中。

Description

一种汽车车身喷漆系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种汽车车身喷漆系统及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，汽车消费已经进入了寻常百姓家。对于汽车制造而言，车身涂装是整车生产中的一项重要工序，现有的车身涂装生产线中，通常采用输送链随行的输送方式将车身输送至喷涂机器人的喷漆区域，以使车身在输送链的带动下对应移动，然后喷涂机器人按照预设程序完成对车身各个部位的喷漆。

然而在输送链输送车身的过程中，通常会因机械停止等原因造成输送链的窜动，导致被传送的车身相对于预设标准位发生偏移，此时，若喷涂机器人不能及时对偏移车身进行喷涂路径的修正，就可能导致车身喷涂面出现少漆流挂等质量问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车车身喷漆系统及方法，解决了现有技术在车身喷漆的过程中，因待涂车身位置发生偏移而导致的车身漆面出现少漆流挂等质量问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种汽车车身喷漆系统，应用于汽车喷漆房中，所述汽车喷漆房包括坐标生成区、喷漆区和检测区，所述系统包括依次连接的车身传送单元、视觉感测单元、计算单元和喷漆机器人；

所述车身传送单元用于根据传送信号承载待涂车身依次移动至坐标生成区、喷漆区和检测区；

所述视觉感测单元用于在坐标生成区内获取待涂车身的当前位置坐标；

所述计算单元用于根据所述当前位置坐标、标准位置坐标以及所述传送信号生成追踪坐标系；

所述喷漆机器人基于所述追踪坐标系得到修正喷涂路径，在喷漆区完成待涂车身的喷漆。

优选的，还包括用于根据车身过档信息输出传送信号的控制单元，所述控制单元与所述车身传送单元连接。

进一步的，所述车身传送单元包括伺服电机编码器和传动装置，所述控制单元与所述伺服电机编码器连接，所述伺服电机编码器与所述传动装置连接；

所述伺服电机编码器用于根据所述传送信号计算脉冲增量的输出；

所述传动装置用于根据所述脉冲增量传送待涂车身。

较佳的，所述视觉感测单元包括依次连接的特征标定模块、拍照触发模块、第一拍摄模块和坐标生成模块，所述坐标生成模块的输出端与所述计算单元的输入端连接；

所述特征标定模块用于选取待涂车身上的多个特征，标定为参考特征；

所述拍照触发模块用于在待涂车身进入坐标生成区时，触发拍照信号；

所述第一拍摄模块用于跟据所述拍照信号，对待涂车身进行全景拍照；

所述坐标生成模块基于待涂车身全景照片中的参考特征，计算待涂车身的当前位置坐标。

优选的，所述视觉感测单元还包括监控触发模块，所述监控触发模块的输入端与所述特征标定模块的输出端连接，所述监控触发模块的输出端与所述第一拍摄模块的输入端连接；

所述监控触发模块用于在待涂车身进入喷漆区时，触发监控信号；

所述第一拍摄模块还用于跟据所述监控信号，对车身喷漆过程进行视频监控。

较佳的，所述视觉感测单元还包括第二拍摄模块，所述第二拍摄模块的输入端与所述拍照触发模块连接，所述第二拍摄模块的输出端与所述坐标生成模块连接；

所述第二拍摄模块用于根据所述拍照信号，对待涂车身的油箱盖进行拍照；

所述坐标生成模块基于油箱盖照片，计算所述油箱盖的当前位置坐标。

进一步的，所述计算单元包括标准坐标模块、数据比对模块、追踪坐标系模块和防碰撞模块，所述数据比对模块的输入端分别与所述标准坐标模块的输出端和所述坐标生成模块的输出端连接，所述数据比对模块的输出端分别与所述追踪坐标系模块的输入端和所述防碰撞模块的输入端连接；

所述标准坐标模块用于在坐标生成区中分别录入车身标准坐标，以及与所述车身标准坐标对应的油箱盖标准坐标；

所述数据比对模块用于计算待涂车身的当前位置坐标和车身标准坐标的车身位置偏差量，以及计算油箱盖的当前位置坐标与油箱盖标准坐标的油箱盖位置偏差量；

所述追踪坐标系模块基于所述车身位置偏差量和所述脉冲增量，生成追踪坐标系；

所述防碰撞模块用于根据所述油箱盖位置偏差量，避免喷漆机器人与所述油箱盖发生碰撞。

优选的，还包括与所述防碰撞模块连接的车门检测单元；

所述车门检测单元用于在检测区对已完成车身喷漆的车门闭合状态进行检测，若检测不合格，则发出对应警示信息。

优选的，所述喷漆机器人包括修正喷涂路径计算模块和机器人本体。

与现有技术相比，本发明提供的汽车车身喷漆系统具有以下有益效果：

本发明提供的汽车车身喷漆系统中，车身传送单元根据传送信号依次将待涂车身承载至坐标生成区、喷漆区和检测区，其中，当待涂车身被承载至坐标生成区时，视觉感测单元通过拍照方式获取待涂车身的当前位置坐标(X₀、Y₀)，计算单元根据当前位置坐标和标准位置坐标(X₁、Y₁)，计算得到当前待涂车身的位置偏差量(ΔX₁、ΔY₁)，并结合传送信号生成追踪坐标系，使得喷漆机器人根据当前待涂车身位置和追踪坐标系及时的修正喷涂路径，以在喷漆区完成待涂车身的喷漆。

可见，使用本发明提供的汽车车身喷漆系统，能够基于待涂车身的当前位置，适应性做出喷涂路径的修正，使得喷漆机器人能够与待涂车身始终处于最佳的喷涂距离，保证了喷漆质量的稳定性，避免了现有技术在待涂车身出现偏移的情况下仍依据既定程序对其进行喷漆，导致的车身漆面出现少漆流挂等质量问题。

本发明的第二方面提供一种汽车车身喷漆方法，应用于上述技术方案所述的汽车车身喷漆系统中。

与现有技术相比，本发明提供的汽车车身喷漆方法的有益效果与上述技术方案提供的汽车车身喷漆系统的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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：

图1为实施例一中汽车车身喷漆系统的结构示意图；

图2为实施例二中汽车车身喷漆方法的流程示意图。

附图标记：

1-车身传送单元， 2-视觉感测单元；

3-计算单元， 4-喷漆机器人；

5-控制单元， 6-车门检测单元；

11-伺服电机编码器， 12-传动装置；

21-特征标定模块， 22-拍照触发模块；

23-第一拍摄模块， 24-坐标生成模块；

25-监控触发模块， 26-第二拍摄模块；

31-标准坐标模块， 32-数据比对模块；

33-追踪坐标系模块， 34-防碰撞模块；

41-修正喷涂路径计算模块， 42-机器人本体。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供的汽车车身喷漆系统，应用于汽车喷漆房中，汽车喷漆房包括坐标生成区、喷漆区和检测区，系统包括依次连接的车身传送单元1、视觉感测单元2、计算单元3和喷漆机器人4；车身传送单元1用于根据传送信号承载待涂车身依次移动至坐标生成区、喷漆区和检测区；视觉感测单元2用于在坐标生成区内获取待涂车身的当前位置坐标；计算单元3用于根据当前位置坐标、标准位置坐标以及传送信号生成追踪坐标系；喷漆机器人4基于追踪坐标系得到修正喷涂路径，在喷漆区完成待涂车身的喷漆。

本实施例提供的汽车车身喷漆系统中，车身传送单元1根据传送信号依次将待涂车身承载至坐标生成区、喷漆区和检测区，其中，当待涂车身被承载至坐标生成区时，视觉感测单元2通过拍照方式获取待涂车身的当前位置坐标(X₀、Y₀)，计算单元3根据当前位置坐标和标准位置坐标(X₁、Y₁)，计算得到当前待涂车身的位置偏差量(ΔX₁、ΔY₁)，并结合传送信号生成追踪坐标系，使得喷漆机器人4根据当前待涂车身位置和追踪坐标系及时的修正喷涂路径，以在喷漆区完成待涂车身的喷漆。

可见，使用本实施例提供的汽车车身喷漆系统，能够基于待涂车身的当前位置，适应性做出喷涂路径的修正，使得喷漆机器人4能够与待涂车身始终处于最佳的喷涂距离，保证了喷漆质量的稳定性，避免了现有技术在待涂车身出现偏移的情况下仍依据既定程序对其进行喷漆，导致的车身漆面出现少漆流挂等质量问题。

具体的，请继续参阅图1，本实施例提供的汽车车身喷漆系统还包括用于根据车身过档信息输出传送信号的控制单元5，控制单元5与车身传送单元1连接。示例性的，传送信号包括车身传送单元1控制信号和视觉感测单元2控制信号；车身过档信息包括车型代码和颜色代码等，视觉感测单元2根据车身过档信息对应选择拍摄任务。

进一步的，请接着参阅图1，本实施例中的车身传送单元1包括伺服电机编码器11和传动装置12，控制单元5与伺服电机编码器11连接，伺服电机编码器11与传动装置12连接；伺服电机编码器11用于根据传送信号计算脉冲增量的输出；传动装置12用于根据脉冲增量传送待涂车身。

具体实施时，首先在伺服电机编码器11中预设脉冲增量与传送距离的比例值，伺服电机编码器11据传送信号计算得出脉冲增量，并将脉冲增量输出至传动装置12，以承载待涂车身移动指定距离。示例性的，脉冲增量与传送距离的比例为1:10000，即表示脉冲增量为1mm时，传送距离为10000mm。通过伺服电机编码器11的设置，能够精准的控制待涂车身的传送距离，进而配合喷漆机器人4完成高质量的喷漆。

具体的，请参阅图1，本实施例中的视觉感测单元2包括依次连接的特征标定模块21、拍照触发模块22、第一拍摄模块23和坐标生成模块24，坐标生成模块24的输出端与计算单元3的输入端连接；特征标定模块21用于选取待涂车身上的多个特征，标定为参考特征；拍照触发模块22用于在待涂车身进入坐标生成区时，触发拍照信号；第一拍摄模块23用于跟据拍照信号，对待涂车身进行全景拍照；坐标生成模块24基于待涂车身全景照片中的参考特征，计算待涂车身的当前位置坐标。

视觉感测单元2还包括第二拍摄模块26，第二拍摄模块26的输入端与拍照触发模块22连接，第二拍摄模块26的输出端与坐标生成模块24连接；第二拍摄模块26用于根据拍照信号，对待涂车身的油箱盖进行拍照；坐标生成模块24基于油箱盖照片，计算油箱盖的当前位置坐标。

在具体实施的过程中，通常选取待涂车身上的显著特征标定为参考特征，常用的车身参考特征可以为车灯、引擎盖、A柱、顶棚、车窗框架中的任一种或多种，拍照触发模块22为设置在坐标生成区中的感应传感器，第一拍摄模块23为分布式布置在坐标生成区上方的摄像头，第二拍摄模块26为设置在喷漆区两侧的摄像头，坐标生成模块24为现有技术中的坐标生成软件。具体的，当待涂车身触发坐标生成区中的感应传感器时，第一拍摄模块23立即对当前待涂车身进行全景拍照，获得待涂车身的全景照片，同理，当待涂车身触发喷漆区中的感应传感器时，第二拍摄模块26立即对当前待涂车身的油箱盖进行拍照，获得油箱盖的位置照片；坐标生成模块24基于待涂车身全景照片中的参考特征，计算得到待涂车身的当前位置坐标(X₀、Y₀)，并基于油箱盖的位置照片获得油箱盖的当前位置坐标，以使系统能够对当前待涂车身和油箱盖进行精准定位，为喷漆机器人4提供准确的数据支撑。

需要补充的是，请继续参阅图1，视觉感测单元2还包括监控触发模块25，监控触发模块25的输入端与特征标定模块21的输出端连接，监控触发模块25的输出端与第一拍摄模块23的输入端连接；监控触发模块25用于在待涂车身进入喷漆区时，触发监控信号；第一拍摄模块23还用于跟据监控信号，对车身喷漆过程进行视频监控。通过监控触发模块25的设置，使得第一拍摄模块23兼具视频监控的功能，从而减少喷漆区监控设备的铺设，降低了生产成本。

较佳的，请接着参阅图1，本实施例中的计算单元3包括标准坐标模块31、数据比对模块32、追踪坐标系模块33和防碰撞模块34，其中，数据比对模块32的输入端分别与标准坐标模块31的输出端和坐标生成模块24的输出端连接，数据比对模块32的输出端分别与追踪坐标系模块33的输入端和防碰撞模块34的输入端连接；标准坐标模块31用于在坐标生成区中分别录入车身标准坐标，以及与车身标准坐标对应的油箱盖标准坐标；数据比对模块32用于计算待涂车身的当前位置坐标和车身标准坐标的车身位置偏差量，以及计算油箱盖的当前位置坐标与油箱盖标准坐标的油箱盖位置偏差量；追踪坐标系模块33基于车身位置偏差量和脉冲增量，生成追踪坐标系；防碰撞模块34用于根据油箱盖位置偏差量，避免开门机器人与油箱盖发生碰撞。

具体实施时，标准坐标模块31在坐标生成区预录入车身标准坐标(X₁，Y₁)，以及在喷漆区预录入与车身标准坐标对应的油箱盖标准坐标(X₂，Y₂)，以使数据比对模块32在接收到待涂车身的当前位置坐标(X₀、Y₀)时，利用坐标偏差计算公式得到当前待涂车身的位置偏差量(ΔX₁、ΔY₁)，同理，数据比对模块32在接收到油箱盖的当前位置坐标(X₂，Y₂)时，计算得到油箱盖的位置偏差量(ΔX₂、ΔY₂)；当待涂车身的位置偏差量(ΔX₁、ΔY₁)小于或等于车身偏移阈值时，追踪坐标系模块33会根据当前待涂车身位置偏差量(ΔX₁、ΔY₁)和脉冲增量生成追踪坐标系，而当待涂车身的位置偏差量(ΔX₁、ΔY₁)大于车身偏移阈值时，追踪坐标系模块33则会发出相应的警示信息，提醒操作员及时修正车身位置，保证喷漆机器人4的喷漆质量；另外，防碰撞模块34根据油箱盖的位置偏差量(ΔX₂、ΔY₂)，在油箱盖位置偏差量大于允许误差时，则发出相应的停机指令，避免喷漆机器人4与油箱盖发生碰撞，反之，则不做处理。

优选的，请参阅图1，本实施例中的汽车车身喷漆系统还包括与防碰撞模块34连接的车门检测单元6；车门检测单元6用于在检测区对已完成车身喷漆的车门闭合状态进行检测，若检测不合格，则发出对应警示信息。

具体的，请喷漆机器人4包括修正喷涂路径计算模块41和机器人本体42，修正喷涂路径计算模块41与追踪坐标系模块33连接，追踪坐标系模块33与机器人本体42连接。

实施例二

请参阅图2，本发明的另一实施例提供了一种汽车车身的喷漆方法，包括：

根据传送信号承载待涂车身依次移动至坐标生成区、喷漆区和检测区；

在坐标生成区内获取待涂车身的当前位置坐标；

根据所述当前位置坐标、标准位置坐标以及所述传送信号生成追踪坐标系；

基于所述追踪坐标系得到修正喷涂路径，在喷漆区完成待涂车身的喷漆。

与现有技术相比，本发明实施例提供的汽车车身的喷漆方法的有益效果与上述实施例一提供的汽车车身喷漆系统的有益效果相同，在此不做赘述。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种汽车车身喷漆系统，应用于汽车喷漆房中，所述汽车喷漆房包括坐标生成区、喷漆区和检测区，所述系统包括依次连接的车身传送单元、视觉感测单元、计算单元和喷漆机器人；

所述车身传送单元用于根据传送信号承载待涂车身依次移动至坐标生成区、喷漆区和检测区；

所述视觉感测单元用于在坐标生成区内获取待涂车身的当前位置坐标；

所述计算单元用于根据所述当前位置坐标、标准位置坐标以及所述传送信号生成追踪坐标系；

所述喷漆机器人基于所述追踪坐标系得到修正喷涂路径，在喷漆区完成待涂车身的喷漆。

2.根据权利要求1所述的汽车车身喷漆系统，其特征在于，还包括用于根据车身过档信息输出传送信号的控制单元，所述控制单元与所述车身传送单元连接。

3.根据权利要求2所述的汽车车身喷漆系统，其特征在于，所述车身传送单元包括伺服电机编码器和传动装置，所述控制单元与所述伺服电机编码器连接，所述伺服电机编码器与所述传动装置连接；

所述伺服电机编码器用于根据所述传送信号计算脉冲增量的输出；

所述传动装置用于根据所述脉冲增量传送待涂车身。

4.根据权利要求3所述的汽车车身喷漆系统，其特征在于，所述视觉感测单元包括依次连接的特征标定模块、拍照触发模块、第一拍摄模块和坐标生成模块，所述坐标生成模块的输出端与所述计算单元的输入端连接；

所述特征标定模块用于选取待涂车身上的多个特征，标定为参考特征；

所述拍照触发模块用于在待涂车身进入坐标生成区时，触发拍照信号；

所述第一拍摄模块用于跟据所述拍照信号，对待涂车身进行全景拍照；

所述坐标生成模块基于待涂车身全景照片中的参考特征，计算待涂车身的当前位置坐标。

5.根据权利要求4所述的汽车车身喷漆系统，其特征在于，所述视觉感测单元还包括监控触发模块，所述监控触发模块的输入端与所述特征标定模块的输出端连接，所述监控触发模块的输出端与所述第一拍摄模块的输入端连接；

所述监控触发模块用于在待涂车身进入喷漆区时，触发监控信号；

所述第一拍摄模块还用于跟据所述监控信号，对车身喷漆过程进行视频监控。

6.根据权利要求4所述的汽车车身喷漆系统，其特征在于，所述视觉感测单元还包括第二拍摄模块，所述第二拍摄模块的输入端与所述拍照触发模块连接，所述第二拍摄模块的输出端与所述坐标生成模块连接；

所述第二拍摄模块用于根据所述拍照信号，对待涂车身的油箱盖进行拍照；

所述坐标生成模块基于油箱盖照片，计算所述油箱盖的当前位置坐标。

7.根据权利要求6所述的汽车车身喷漆系统，其特征在于，所述计算单元包括标准坐标模块、数据比对模块、追踪坐标系模块和防碰撞模块，所述数据比对模块的输入端分别与所述标准坐标模块的输出端和所述坐标生成模块的输出端连接，所述数据比对模块的输出端分别与所述追踪坐标系模块的输入端和所述防碰撞模块的输入端连接；

所述标准坐标模块用于在坐标生成区分别录入车身标准坐标，以及与所述车身标准坐标对应的油箱盖标准坐标；

所述数据比对模块用于计算待涂车身的当前位置坐标和车身标准坐标的车身位置偏差量，以及计算油箱盖的当前位置坐标与油箱盖标准坐标的油箱盖位置偏差量；

所述追踪坐标系模块基于所述车身位置偏差量和所述脉冲增量，生成追踪坐标系；

所述防碰撞模块用于根据所述油箱盖位置偏差量，避免喷漆机器人与所述油箱盖发生碰撞。

8.根据权利要求7所述的汽车车身喷漆系统，其特征在于，还包括与所述防碰撞模块连接的车门检测单元；

所述车门检测单元用于在检测区对已完成车身喷漆的车门闭合状态进行检测，若检测不合格，则发出对应警示信息。

9.根据权利要求1所述的汽车车身喷漆系统，其特征在于，所述喷漆机器人包括修正喷涂路径计算模块和机器人本体。

10.一种汽车车身的喷漆方法，其特征在于，包括：

根据传送信号承载待涂车身依次移动至坐标生成区、喷漆区和检测区；

在坐标生成区内获取待涂车身的当前位置坐标；

根据所述当前位置坐标、标准位置坐标以及所述传送信号生成追踪坐标系；

基于所述追踪坐标系得到修正喷涂路径，在喷漆区完成待涂车身的喷漆。