CN108636662A - 一种机器人喷涂装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种机器人喷涂装置及方法，喷涂装置包括机器人本体和客户端，机器人本体上设置处理器Ⅰ、处理器Ⅱ、通信模块、磁卡识别模块、雷达定位模块、激光扫描仪、图像处理模块、轨迹生成器、测距传感器、显示模块和调速变频电机，机器人本体一侧设置有喷涂枪。本发明提供的机器人喷涂装置及方法，通过处理器Ⅰ和处理器Ⅱ实现智能喷涂控制，与客户端实现双向数据通信，提高人机交互性，通过喷涂枪按照喷涂轨迹对工件进行喷涂，提高喷涂质量，降低人工劳动强度，通过调速变频电机智能控制喷涂枪的喷涂速度，可通过显示模块进行实时显示距离信息、位置信息和工件三维特征信息等，数据画面化呈现，通过磁卡识别模块进行身份验证，提高使用安全性。
Description
技术领域
本发明属于技术领域，具体涉及一种机器人喷涂装置及方法。
背景技术
喷涂技术，作为一种重要、常见的提高产品的表面质量的工艺手段，在汽车配件、机械设备等领域均有广泛的应用，通过喷涂使得产品具备美观性且能减少产品表面的不良气泡等。目前采用的喷涂方式大多包括以下几种：1）人工喷涂，存在喷涂效率低、工作强度大、影响生命健康的缺陷；2）专业机器喷涂，需要根据机器类型配置不同的、专用的工装固定夹具，提高了造价和喷涂成本，且喷涂效率仍有待提高。
发明内容
发明目的：为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种机器人喷涂装置及方法。
发明方案：为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种机器人喷涂装置，包括机器人本体和客户端，机器人本体上设置检测与控制模块，检测与控制模块包括处理器Ⅰ、处理器Ⅱ、通信模块、磁卡识别模块、雷达定位模块、激光扫描仪、图像处理模块、轨迹生成器、测距传感器、显示模块和调速变频电机，机器人本体一侧设置有喷涂枪；
处理器Ⅰ输入端与磁卡识别模块和雷达定位模块电连接，处理器Ⅰ输出端通过通信模块与处理器Ⅱ进行数据传输，处理器Ⅱ通过通信模块与客户端进行双向通信，通过处理器Ⅱ控制激光扫描仪和测距传感器的启闭并控制工件的喷涂，激光扫描仪与图像处理模块相连再连接至轨迹生成器，激光扫描仪将采集的工件信息上传至图像处理模块进行处理后再传送至轨迹生成器产生喷涂轨迹，测距传感器和轨迹生成器与处理器Ⅱ输入端相连，处理器Ⅱ输出端与显示模块和调速变频电机相连并通过调速变频电机与喷涂枪相连，用于控制喷涂枪的喷涂速度。
进一步的，所述机器人本体上设置呈倒梯形结构的存储箱，存储箱内盛放有喷涂剂，存储箱通过喷管与喷涂枪相通，调速变频电机控制存储箱内的喷涂剂通过喷管再经由喷涂枪喷涂至待喷工件上。
进一步的，所述喷管通过三角架固定于存储箱上，喷管一端伸入存储箱内，喷管另一端设置喷涂枪，喷管的中心轴线与水平面之间的夹角为20-50°。
进一步的，所述喷管为变径喷管，喷管的直径沿喷涂剂的流出方向逐渐增大。
进一步的，所述磁卡识别模块设置于机器人本体右侧，机器人本体的正前方且位于存储箱上方由上至下依次设置测距传感器和激光扫描仪。
进一步的，包括以下步骤：
步骤S1、将磁卡放置于磁卡识别模块的识别区域，磁卡识别模块采集磁卡上的有效信息并传送至处理器Ⅰ进行信息比对，判断是否存在相一致的卡信息，雷达定位模块将实时采集的机器人的实际位置信息传送至处理器Ⅰ再传送至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ将机器人的实际位置信息传送至客户端并驱动显示模块进行显示；
步骤S2、若处理器Ⅰ判断存在相一致的卡信息，处理器Ⅰ通过通信模块发送启动指令至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ接收所述启动指令并上传至客户端，告知操作人员识别成功，处理器Ⅱ控制测距传感器启动，此时进入喷涂启动模式；
步骤S3、测距传感器实时采集待喷工件与机器人之间的实际距离信息再上传至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ将实际距离信息传送至客户端并驱动显示模块进行显示，处理器Ⅱ将实际距离信息与预设距离阀值进行比对，若实际距离小于预设距离阀值，处理器Ⅱ控制激光扫描仪启动，激光扫描仪实时采集待喷工件的三维特征数据并上传至图像处理模块进行处理，提取待喷工件的尺寸和形状再上传至轨迹生成器，生成对待喷工件进行喷涂的喷涂轨迹再传送至处理器Ⅱ；
步骤S4、处理器Ⅱ接收图像处理模块和轨迹生成器传送的信息并进行响应，驱动显示模块进行实时显示，并通过通信模块上传至客户端，实现远程监控，处理器Ⅱ通过调速变频电机控制喷涂枪按照轨迹生成器生产的喷涂轨迹对待喷工件进行喷涂，处理器Ⅱ通过调速变频电机控制喷涂枪的喷涂速度。
进一步的，步骤S2中，若处理器Ⅰ判断不存在相一致的卡信息，处理器Ⅰ通过通信模块发送识别失效指令至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ接收所述失效指令并上传至客户端，告知操作人员当前磁卡无法识别，需换卡重新操作步骤S1。
进一步的，步骤S3中，处理器Ⅱ将实际距离信息与预设距离阀值进行比对，若实际距离大于预设距离阀值，激光扫描仪不工作，此时处理器Ⅱ通过通信模块向客户端传输“间距过大”信号，告知操作人员将待喷工件移动至合适位置，保证待喷工件与机器人之间的实际距离小于预设距离阀值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种机器人喷涂装置及方法，喷涂装置包括机器人本体和客户端，机器人本体上设置检测与控制模块，检测与控制模块包括处理器Ⅰ、处理器Ⅱ、通信模块、磁卡识别模块、雷达定位模块、激光扫描仪、图像处理模块、轨迹生成器、测距传感器、显示模块和调速变频电机，机器人本体一侧设置有喷涂枪。本发明提供的机器人喷涂装置及方法，通过处理器Ⅰ、处理器Ⅱ实现智能喷涂控制，还可向客户端远程传输数据，客户端可根据处理器Ⅰ、处理器Ⅱ反馈的数据进行修正参数、设定距离阀值等写入操作，实现双向数据通信，提高人机交互性，可在现有的机器人上安装存储箱并连接喷管，通过喷涂枪按照智能生成的喷涂轨迹对工件进行喷涂，提高喷涂质量，降低人工劳动强度，能够通过调速变频电机实现智能控制喷涂枪的喷涂速度，还可通过显示模块进行实时显示距离信息、位置信息和工件三维特征信息等，数据画面化呈现，具体、直接，通过磁卡识别模块进行身份验证，提高装置的使用安全性，结构简单，工作效率高，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的硬件结构框图；
其中，1-检测与控制模块；2-存储箱；3-喷管；4-三角架；5-喷涂枪。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1-2所示，一种机器人喷涂装置，包括机器人本体和客户端，机器人本体上设置电源模块和检测与控制模块1，检测与控制模块1包括处理器Ⅰ、处理器Ⅱ、通信模块、磁卡识别模块、雷达定位模块、激光扫描仪、图像处理模块、轨迹生成器、测距传感器、显示模块和调速变频电机，机器人本体一侧设置有喷涂枪5，电源模块为前述各电学模块供电，通过导线接入市电运行。
处理器Ⅰ输入端与磁卡识别模块和雷达定位模块电连接，处理器Ⅰ输出端通过通信模块与处理器Ⅱ进行数据传输，处理器Ⅱ通过通信模块与客户端进行双向通信，通过处理器Ⅱ控制激光扫描仪和测距传感器的启闭并控制工件的喷涂，激光扫描仪与图像处理模块相连再连接至轨迹生成器，激光扫描仪将采集的工件信息上传至图像处理模块进行处理后再传送至轨迹生成器产生喷涂轨迹，测距传感器和轨迹生成器与处理器Ⅱ输入端相连，处理器Ⅱ输出端与显示模块和调速变频电机相连并通过调速变频电机与喷涂枪5相连，用于控制喷涂枪5的喷涂速度，本发明采用的电模块均能够市购获得，只需按照本申请进行电路连接和建设至正常运行即可。
本发明直接采用现有的机器人进行改装而成，在现有机器人靠近顶部的位置设置检测与控制模块1，其中，磁卡识别模块设置于机器人本体右侧，机器人本体的正前方且位于存储箱2上方由上至下依次设置测距传感器和激光扫描仪，检测与控制模块1的其他电模块可根据实际需求进行排布，只要不影响各电学模块之间的连接及正常工作即可，操作灵活，实用性高。在现有机器人本体上设置呈倒梯形结构的存储箱2，存储箱2内盛放有喷涂剂，存储箱2通过喷管3与喷涂枪5相通，调速变频电机控制存储箱2内的喷涂剂通过喷管3再经由喷涂枪5喷涂至待喷工件上，喷管3通过三角架4固定于存储箱2上，喷管3一端伸入存储箱2内，喷管3另一端设置喷涂枪3，喷管3的中心轴线与水平面之间的夹角为20-50°，喷管3为变径喷管，喷管3的直径沿喷涂剂的流出方向逐渐增大，有利于存储箱2内的喷涂剂经由喷管3出口的大直径快速流出，提高喷涂效率。
一种机器人喷涂装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤S1、将磁卡放置于磁卡识别模块的识别区域，磁卡识别模块采集磁卡上的有效信息并传送至处理器Ⅰ进行信息比对，判断是否存在相一致的卡信息，雷达定位模块将实时采集的机器人的实际位置信息传送至处理器Ⅰ再传送至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ将机器人的实际位置信息传送至客户端并驱动显示模块进行显示；
步骤S2、若处理器Ⅰ判断存在相一致的卡信息，处理器Ⅰ通过通信模块发送启动指令至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ接收所述启动指令并上传至客户端，告知操作人员识别成功，处理器Ⅱ控制测距传感器启动，此时进入喷涂启动模式；
步骤S3、测距传感器实时采集待喷工件与机器人之间的实际距离信息再上传至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ将实际距离信息传送至客户端并驱动显示模块进行显示，处理器Ⅱ将实际距离信息与预设距离阀值进行比对，若实际距离小于预设距离阀值，处理器Ⅱ控制激光扫描仪启动，激光扫描仪实时采集待喷工件的三维特征数据并上传至图像处理模块进行处理，提取待喷工件的尺寸和形状再上传至轨迹生成器，生成对待喷工件进行喷涂的喷涂轨迹再传送至处理器Ⅱ；
步骤S4、处理器Ⅱ接收图像处理模块和轨迹生成器传送的信息并进行响应，驱动显示模块进行实时显示，并通过通信模块上传至客户端，实现远程监控，处理器Ⅱ通过调速变频电机控制喷涂枪5按照轨迹生成器生产的喷涂轨迹对待喷工件进行喷涂，处理器Ⅱ通过调速变频电机控制喷涂枪5的喷涂速度。
步骤S2中，若处理器Ⅰ判断不存在相一致的卡信息，处理器Ⅰ通过通信模块发送识别失效指令至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ接收所述失效指令并上传至客户端，告知操作人员当前磁卡无法识别，需换卡重新操作步骤S1。
步骤S3中，处理器Ⅱ将实际距离信息与预设距离阀值进行比对，若实际距离大于预设距离阀值，激光扫描仪不工作，此时处理器Ⅱ通过通信模块向客户端传输“间距过大”信号，告知操作人员将待喷工件移动至合适位置，保证待喷工件与机器人之间的实际距离小于预设距离阀值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种机器人喷涂装置，包括机器人本体和客户端，其特征在于，所述机器人本体上设置检测与控制模块（1），所述检测与控制模块（1）包括处理器Ⅰ、处理器Ⅱ、通信模块、磁卡识别模块、雷达定位模块、激光扫描仪、图像处理模块、轨迹生成器、测距传感器、显示模块和调速变频电机，机器人本体一侧设置有喷涂枪（5）；
所述处理器Ⅰ输入端与磁卡识别模块和雷达定位模块电连接，处理器Ⅰ输出端通过通信模块与处理器Ⅱ进行数据传输，处理器Ⅱ通过通信模块与客户端进行双向通信，通过处理器Ⅱ控制激光扫描仪和测距传感器的启闭并控制工件的喷涂，激光扫描仪与图像处理模块相连再连接至轨迹生成器，激光扫描仪将采集的工件信息上传至图像处理模块进行处理后再传送至轨迹生成器产生喷涂轨迹，测距传感器和轨迹生成器与处理器Ⅱ输入端相连，处理器Ⅱ输出端与显示模块和调速变频电机相连并通过调速变频电机与喷涂枪（5）相连，用于控制喷涂枪（5）的喷涂速度。
2.根据权利要求1所述的一种机器人喷涂装置，其特征在于，所述机器人本体上设置呈倒梯形结构的存储箱（2），存储箱（2）内盛放有喷涂剂，存储箱（2）通过喷管（3）与喷涂枪（5）相通，调速变频电机控制存储箱（2）内的喷涂剂通过喷管（3）再经由喷涂枪（5）喷涂至待喷工件上。
3.根据权利要求2所述的一种机器人喷涂装置，其特征在于，所述喷管（3）通过三角架（4）固定于存储箱（2）上，喷管（3）一端伸入存储箱（2）内，喷管（3）另一端设置喷涂枪（3），喷管（3）的中心轴线与水平面之间的夹角为20-50°。
4.根据权利要求2所述的一种机器人喷涂装置，其特征在于，所述喷管（3）为变径喷管，喷管（3）的直径沿喷涂剂的流出方向逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的一种机器人喷涂装置，其特征在于，所述磁卡识别模块设置于机器人本体右侧，机器人本体的正前方且位于存储箱（2）上方由上至下依次设置测距传感器和激光扫描仪。
6.采用权利要求1-5任一所述的一种机器人喷涂装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将磁卡放置于磁卡识别模块的识别区域，磁卡识别模块采集磁卡上的有效信息并传送至处理器Ⅰ进行信息比对，判断是否存在相一致的卡信息，雷达定位模块将实时采集的机器人的实际位置信息传送至处理器Ⅰ再传送至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ将机器人的实际位置信息传送至客户端并驱动显示模块进行显示；
步骤S2、若处理器Ⅰ判断存在相一致的卡信息，处理器Ⅰ通过通信模块发送启动指令至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ接收所述启动指令并上传至客户端，告知操作人员识别成功，处理器Ⅱ控制测距传感器启动，此时进入喷涂启动模式；
步骤S3、测距传感器实时采集待喷工件与机器人之间的实际距离信息再上传至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ将实际距离信息传送至客户端并驱动显示模块进行显示，处理器Ⅱ将实际距离信息与预设距离阀值进行比对，若实际距离小于预设距离阀值，处理器Ⅱ控制激光扫描仪启动，激光扫描仪实时采集待喷工件的三维特征数据并上传至图像处理模块进行处理，提取待喷工件的尺寸和形状再上传至轨迹生成器，生成对待喷工件进行喷涂的喷涂轨迹再传送至处理器Ⅱ；
步骤S4、处理器Ⅱ接收图像处理模块和轨迹生成器传送的信息并进行响应，驱动显示模块进行实时显示，并通过通信模块上传至客户端，实现远程监控，处理器Ⅱ通过调速变频电机控制喷涂枪（5）按照轨迹生成器生产的喷涂轨迹对待喷工件进行喷涂，处理器Ⅱ通过调速变频电机控制喷涂枪（5）的喷涂速度。
7.根据权利要求6所述的一种机器人喷涂装置的控制方法，其特征在于，步骤S2中，若处理器Ⅰ判断不存在相一致的卡信息，处理器Ⅰ通过通信模块发送识别失效指令至处理器Ⅱ，处理器Ⅱ接收所述失效指令并上传至客户端，告知操作人员当前磁卡无法识别，需换卡重新操作步骤S1。
8.根据权利要求6所述的一种机器人喷涂装置的控制方法，其特征在于，步骤S3中，处理器Ⅱ将实际距离信息与预设距离阀值进行比对，若实际距离大于预设距离阀值，激光扫描仪不工作，此时处理器Ⅱ通过通信模块向客户端传输“间距过大”信号，告知操作人员将待喷工件移动至合适位置，保证待喷工件与机器人之间的实际距离小于预设距离阀值。
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