CN108745837A - 一种汽车维修自动喷漆实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车维修自动喷漆实现方法，包括以下步骤：S1、维修车辆通过轨道进入喷漆房，对车辆进行定位；S2、对喷漆位置进行归一化打磨，打磨完成以后对喷漆位置的周围进行贴护，贴护完成在喷漆位置的边界设置一定的检测标志物；S3、喷漆机器人对喷漆位置进行自动测量，这种测量可以在喷漆过程中实时测量，也可以在喷漆前进行测量，测量完成后根据测量的三维形状、坐标信息，控制喷枪在无测量的情况下进行喷漆作业。本发明的有益效果是：能够实现车辆钣金维修以后，对维修部位进行自动喷漆，对于喷漆量、喷漆部位、面积进行自动控制，由自动喷漆系统代替人工操作，实现汽车维修喷漆工作。

Description

一种汽车维修自动喷漆实现方法

技术领域

本发明涉及车辆维修技术领域，特别是一种汽车维修自动喷漆实现方法，在汽车维修过程中进行喷漆时实现自动化喷漆。

背景技术

汽车社会的不断发展，汽车保有量不断增加，带来了车辆流量的不断增加，同时各种交通事故也不断的增加，车辆维修量不断增加，要求车辆维修服务企业对车辆的维修服务越来越规范化，标准化，由于一辆事故车辆的维修往往需要经过多种作业工序，车辆在进行了钣金维修以后，都需要进行喷漆作业，一般由喷漆工人共作业，喷漆量、厚度等全部靠喷漆工人个经验掌握，喷漆质量难以保证，同时喷漆人工作业对喷漆工的身体健康也造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种汽车维修自动喷漆实现方法，能够实现车辆钣金维修以后，对维修部位进行自动喷漆，对于喷漆量、喷漆部位、面积进行自动控制，由自动喷漆系统代替人工操作，实现汽车维修喷漆工作。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种汽车维修自动喷漆实现方法，包括以下步骤：

S1、维修车辆通过轨道进入喷漆房，对车辆进行定位；

S2、对喷漆位置进行归一化打磨，打磨完成以后对喷漆位置的周围进行贴护，贴护完成在喷漆位置的边界设置一定的检测标志物；

S3、喷漆机器人对喷漆位置进行自动测量，这种测量可以在喷漆过程中实时测量，也可以在喷漆前进行测量，测量完成后根据测量的三维形状、坐标信息，控制喷枪在无测量的情况下进行喷漆作业。

优选的，所述的S1中还包括建立车辆位置测量系统的步骤，车辆位置测量系统能够对车辆的位置进行测量，以引导车辆停放在系统要求的位置。

可选的，所述的步骤S1包括以下子步骤：

S11、在数据库中预先记录各种车型的车辆的长度、宽度和高度的三维轮廓数据，车辆进入喷漆房采用小车托举四轮在轨道上运动，所有车辆运动到轨道停止挡块处停止，以挡块停止位置为原点，以轨道垂直方向作为X轴坐标，以轨道方向作为y轴坐标，以垂直向上方向作为z轴坐标，形成三维坐标系统，在数据库中选择相应的车辆型号，将数据库中的车辆三维坐标信息代入坐标系中，可以获得车辆所有外观位置的坐标信息。

可选的，所述的步骤S1包括以下子步骤：

S12、车辆在轨道上推入喷漆房后，车辆的位置信息由喷漆机器人机器手携带的位置测量装置进行测量；喷漆机器人安装在龙门上，以车辆纵向为x轴方向，龙门沿x轴双向移动，喷漆机器人机器手可以在龙门上沿y轴和z轴双向移动，喷漆机器人机器手的位置能够体现在喷漆房的三维坐标中，车辆运行轨道的位置在三维坐标中的位置是系统预先可以预知的，因此喷漆机器人可以依据这个坐标系很容易的获得轨道的位置，控制机械手的位置测量装置在一定的高度沿车辆轮胎的轴向依次测量与地面的距离，在距离与地面急剧缩短的位置就是车辆的左右位置，同样的方法，根据左右位置计算的车辆中点位置进行车辆的前后扫描可以获取车辆的长度的位置信息，

步骤S12中所述的位置测量装置为测距传感器，如激光测距传感器等。

所述的步骤S12之后，还包括根据数据库中的车辆的三维坐标信息构建准确的车辆外形的三维坐标数据的步骤。

由于车辆损伤的情况各异，需要喷漆的形状千差万别，因此，在进行喷漆位置打磨时，进行归一化打磨。所述的归一化打磨是指，在进行喷漆位置打磨时，采用一种或多种标准的几何图形进行归一化处理，如长方形、三角形、梯形等规则的几何形状，即将各喷漆位置均打磨成所述的标准的几何图形，便于后述的喷漆系统的喷漆位置的确定。

所述的检测标志物根据后续的检测方法不同，可以是不同颜色的胶带，一定高的胶条或其他测量系统可以感知的物品。

可选的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S31、依靠车型数据库，预先对各种车型进行了详细的测量，测量数据存储于数据库中，在操作人员选择了维修车型和喷漆部件后，对需求喷漆的位置在电脑中进行简单的标注，控制系统控制龙门系统的运行将喷漆机器人运行到能够完成喷漆的位置，喷漆机器人根据前期对车辆坐标位置的采集和数据中车辆的外观三维形状信息，统一坐标系，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

可选的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S32、通过喷漆机器人机器手携带的位置测量传感器进行喷漆前的测量，测量以前由操作人员指定需要作业的部件，但是数据中不必要预存车辆外观的三维坐标信息；控制系统控制龙门系统的运行将喷漆机器人运行到能够对喷漆部件进行完整测量的位置，机器手根据前期测量的车辆位置信息，在距离喷漆部件40至50cm的距离上对整个喷漆面进行扫描，通过对检测标志物进行扫描，获得需要喷漆的边界轮廓的具体坐标，同时测距传感器能够获得喷漆面各点与机械手的距离信息，控制系统根据获取的喷漆位置的边界信息和三维坐标信息，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

步骤S32中，对于存在多个喷漆面的部件，机器手可以控制测量传感器的角度，对不同面进行扫描测量，最后换算成喷漆面的三维坐标信息。

步骤S32中，还包括：测量完毕后关闭位置测量传感器，并对位置测量传感器进行一定的保护，避免受到油漆的损伤。

步骤S32中，所述的位置测量传感器为2d激光测距传感器或3d激光测距传感器，或

2d激光测距传感器和颜色传感器，或

3d激光测距传感器和颜色传感器。

可选的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S33、所述的检测标志物为发光装置，采用摄像头对发光装置采集图像，通过对图像的分析获取边界的坐标信息，控制系统根据获取的喷漆位置的边界信息，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

视觉测量传感器，，

步骤S32中，还包括：然后获取边界信息后，对采集摄像头进行保护，避免受到油漆的损伤。

可选的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S34、喷漆过程中测量，测量以前由操作人员指定需要作业的部件，但是数据中不必要预存车辆外观的三维坐标信息；所述的检测标志物为磁铁或磁条，机器手携带喷枪根据前期对车辆位置的测量，距离车辆一定距离自上而下、自左而右的对喷漆部件进行扫描，当检测到磁条位置后，根据自左到右，第一磁条信息开始喷漆，到第二次磁条信息停止喷漆的原则控制喷漆机器人的运行，直至自左而右没有磁条信息为止。

所述的由操作人员指定需要作业的部件是指，在操作平台将车辆需要喷漆的位置信息进行分块和细化，便于喷漆机器人对于喷漆位置的扫描，如车辆喷漆的位置可以划分为前保险杠、后保险杠、车顶、前机盖、后备箱盖、左前翼子板、右前翼子板、左后翼子板、右后翼子板、四个车门等，在车辆进入喷漆房以后，操作人员的控制设备控制界面上可以选择需要喷漆的位置。进一步的，对于有多个喷漆面的部件，例如后保险杠，有正面、左右没面、上下面五个作业面，在选择的时候也必须一并指定，便于后述测量系统对喷漆位置、轮廓的测量。

本发明具有以下优点：

本发明能够实现车辆钣金维修以后，对维修部位进行自动喷漆，对于喷漆量、喷漆部位、面积进行自动控制，由自动喷漆系统代替人工操作，实现汽车维修喷漆工作。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述：

一种汽车维修自动喷漆实现方法，包括以下步骤：

S1、维修车辆通过轨道进入喷漆房，对车辆进行定位；

S2、对喷漆位置进行归一化打磨，打磨完成以后对喷漆位置的周围进行贴护，贴护完成在喷漆位置的边界设置一定的检测标志物；

S3、喷漆机器人对喷漆位置进行自动测量，这种测量可以在喷漆过程中实时测量，也可以在喷漆前进行测量，测量完成后根据测量的三维形状、坐标信息，控制喷枪在无测量的情况下进行喷漆作业。

优选的，所述的S1中还包括建立车辆位置测量系统的步骤，车辆位置测量系统能够对车辆的位置进行测量，以引导车辆停放在系统要求的位置。

可选的，所述的步骤S1包括以下子步骤：

S11、在数据库中预先记录各种车型的车辆的长度、宽度和高度的三维轮廓数据，车辆进入喷漆房采用小车托举四轮在轨道上运动，所有车辆运动到轨道停止挡块处停止，以挡块停止位置为原点，以轨道垂直方向作为X轴坐标，以轨道方向作为y轴坐标，以垂直向上方向作为z轴坐标，形成三维坐标系统，在数据库中选择相应的车辆型号，将数据库中的车辆三维坐标信息代入坐标系中，可以获得车辆所有外观位置的坐标信息。

可选的，所述的步骤S1包括以下子步骤：

S12、车辆在轨道上推入喷漆房后，车辆的位置信息由喷漆机器人机器手携带的位置测量装置进行测量；喷漆机器人安装在龙门上，以车辆纵向为x轴方向，龙门沿x轴双向移动，喷漆机器人机器手可以在龙门上沿y轴和z轴双向移动，喷漆机器人机器手的位置能够体现在喷漆房的三维坐标中，车辆运行轨道的位置在三维坐标中的位置是系统预先可以预知的，因此喷漆机器人可以依据这个坐标系很容易的获得轨道的位置，控制机械手的位置测量装置在一定的高度沿车辆轮胎的轴向依次测量与地面的距离，在距离与地面急剧缩短的位置就是车辆的左右位置，同样的方法，根据左右位置计算的车辆中点位置进行车辆的前后扫描可以获取车辆的长度的位置信息，

步骤S12中所述的位置测量装置为测距传感器，如激光测距传感器等。

所述的步骤S12之后，还包括根据数据库中的车辆的三维坐标信息构建准确的车辆外形的三维坐标数据的步骤。

由于车辆损伤的情况各异，需要喷漆的形状千差万别，因此，在进行喷漆位置打磨时，进行归一化打磨。所述的归一化打磨是指，在进行喷漆位置打磨时，采用一种或多种标准的几何图形进行归一化处理，如长方形、三角形、梯形等规则的几何形状，即将各喷漆位置均打磨成所述的标准的几何图形，便于后述的喷漆系统的喷漆位置的确定。

所述的检测标志物根据后续的检测方法不同，可以是不同颜色的胶带，一定高的胶条或其他测量系统可以感知的物品。

可选的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S31、依靠车型数据库，预先对各种车型进行了详细的测量，测量数据存储于数据库中，在操作人员选择了维修车型和喷漆部件后，对需求喷漆的位置在电脑中进行简单的标注，控制系统控制龙门系统的运行将喷漆机器人运行到能够完成喷漆的位置，喷漆机器人根据前期对车辆坐标位置的采集和数据中车辆的外观三维形状信息，统一坐标系，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

可选的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S32、通过喷漆机器人机器手携带的位置测量传感器进行喷漆前的测量，测量以前由操作人员指定需要作业的部件，但是数据中不必要预存车辆外观的三维坐标信息；控制系统控制龙门系统的运行将喷漆机器人运行到能够对喷漆部件进行完整测量的位置，机器手根据前期测量的车辆位置信息，在距离喷漆部件40至50cm的距离上对整个喷漆面进行扫描，通过对检测标志物进行扫描，获得需要喷漆的边界轮廓的具体坐标，同时测距传感器能够获得喷漆面各点与机械手的距离信息，控制系统根据获取的喷漆位置的边界信息和三维坐标信息，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

步骤S32中，对于存在多个喷漆面的部件，机器手可以控制测量传感器的角度，对不同面进行扫描测量，最后换算成喷漆面的三维坐标信息。

步骤S32中，还包括：测量完毕后关闭位置测量传感器，并对位置测量传感器进行一定的保护，避免受到油漆的损伤。

步骤S32中，所述的位置测量传感器为2d激光测距传感器或3d激光测距传感器，或

2d激光测距传感器和颜色传感器，或

3d激光测距传感器和颜色传感器。

可选的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S33、所述的检测标志物为发光装置，采用摄像头对发光装置采集图像，通过对图像的分析获取边界的坐标信息，控制系统根据获取的喷漆位置的边界信息，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

视觉测量传感器，，

步骤S32中，还包括：然后获取边界信息后，对采集摄像头进行保护，避免受到油漆的损伤。

可选的，所述的步骤S3包括以下步骤：

S34、喷漆过程中测量，测量以前由操作人员指定需要作业的部件，但是数据中不必要预存车辆外观的三维坐标信息；所述的检测标志物为磁铁或磁条，机器手携带喷枪根据前期对车辆位置的测量，距离车辆一定距离自上而下、自左而右的对喷漆部件进行扫描，当检测到磁条位置后，根据自左到右，第一磁条信息开始喷漆，到第二次磁条信息停止喷漆的原则控制喷漆机器人的运行，直至自左而右没有磁条信息为止。

所述的由操作人员指定需要作业的部件是指，在操作平台将车辆需要喷漆的位置信息进行分块和细化，便于喷漆机器人对于喷漆位置的扫描，如车辆喷漆的位置可以划分为前保险杠、后保险杠、车顶、前机盖、后备箱盖、左前翼子板、右前翼子板、左后翼子板、右后翼子板、四个车门等，在车辆进入喷漆房以后，操作人员的控制设备控制界面上可以选择需要喷漆的位置。进一步的，对于有多个喷漆面的部件，例如后保险杠，有正面、左右没面、上下面五个作业面，在选择的时候也必须一并指定，便于后述测量系统对喷漆位置、轮廓的测量。

本发明能够实现车辆钣金维修以后，对维修部位进行自动喷漆，对于喷漆量、喷漆部位、面积进行自动控制，由自动喷漆系统代替人工操作，实现汽车维修喷漆工作。

Claims (10)

1.一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、维修车辆通过轨道进入喷漆房，对车辆进行定位；

S2、对喷漆位置进行归一化打磨，打磨完成以后对喷漆位置的周围进行贴护，贴护完成在喷漆位置的边界设置一定的检测标志物；

S3、喷漆机器人对喷漆位置进行自动测量，这种测量可以在喷漆过程中实时测量，也可以在喷漆前进行测量，测量完成后根据测量的三维形状、坐标信息，控制喷枪在无测量的情况下进行喷漆作业。

2.根据权利要求1所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的S1中还包括建立车辆位置测量系统的步骤，车辆位置测量系统对车辆的位置进行测量，以引导车辆停放在系统要求的位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的步骤S1包括以下子步骤：

S11、在数据库中预先记录各种车型的车辆的长度、宽度和高度的三维轮廓数据，车辆进入喷漆房采用小车托举四轮在轨道上运动，所有车辆运动到轨道停止挡块处停止，以挡块停止位置为原点，以轨道垂直方向作为X轴坐标，以轨道方向作为y轴坐标，以垂直向上方向作为z轴坐标，形成三维坐标系统，在数据库中选择相应的车辆型号，将数据库中的车辆三维坐标信息代入坐标系中，可以获得车辆所有外观位置的坐标信息。

4.根据权利要求1或2所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的步骤S1包括以下子步骤：

S12、车辆在轨道上推入喷漆房后，车辆的位置信息由喷漆机器人机器手携带的位置测量装置进行测量；喷漆机器人安装在龙门上，以车辆纵向为x轴方向，龙门沿x轴双向移动，喷漆机器人机器手可以在龙门上沿y轴和z轴双向移动，喷漆机器人机器手的位置能够体现在喷漆房的三维坐标中，车辆运行轨道的位置在三维坐标中的位置是系统预先可以预知的，因此喷漆机器人可以依据这个坐标系很容易的获得轨道的位置，控制机械手的位置测量装置在一定的高度沿车辆轮胎的轴向依次测量与地面的距离，在距离与地面急剧缩短的位置就是车辆的左右位置，同样的方法，根据左右位置计算的车辆中点位置进行车辆的前后扫描可以获取车辆的长度的位置信息。

5.根据权利要求1或2所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的归一化打磨是指，在进行喷漆位置打磨时，采用一种或多种标准的几何图形进行归一化处理，各喷漆位置均打磨成所述的标准的几何图形。

6.根据权利要求1或2所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的检测标志物为测量系统可以感知的物品。

7.根据权利要求1或2所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的步骤S3包括以下步骤：

S31、依靠车型数据库，预先对各种车型进行了详细的测量，测量数据存储于数据库中，在操作人员选择了维修车型和喷漆部件后，对需求喷漆的位置在电脑中进行简单的标注，控制系统控制龙门系统的运行将喷漆机器人运行到能够完成喷漆的位置，喷漆机器人根据前期对车辆坐标位置的采集和数据中车辆的外观三维形状信息，统一坐标系，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

8.根据权利要求1或2所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的骤S3包括以下步骤：

S32、通过喷漆机器人机器手携带的位置测量传感器进行喷漆前的测量，测量以前由操作人员指定需要作业的部件，但是数据中不必要预存车辆外观的三维坐标信息；控制系统控制龙门系统的运行将喷漆机器人运行到能够对喷漆部件进行完整测量的位置，机器手根据前期测量的车辆位置信息，在距离喷漆部件40至50cm的距离上对整个喷漆面进行扫描，通过对检测标志物进行扫描，获得需要喷漆的边界轮廓的具体坐标，同时测距传感器能够获得喷漆面各点与机械手的距离信息，控制系统根据获取的喷漆位置的边界信息和三维坐标信息，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

9.根据权利要求1或2所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的步骤S3包括以下步骤：

S33、所述的检测标志物为发光装置，采用摄像头对发光装置采集图像，通过对图像的分析获取边界的坐标信息，控制系统根据获取的喷漆位置的边界信息，按照对喷漆面垂直喷漆的原则，以及喷漆距离的要求，对喷漆枪的运行路径和喷枪喷漆量进行综合计算，获得最佳方案，然后根据计算的数据控制喷漆作业。

10.根据权利要求1或2所述的一种汽车维修自动喷漆实现方法，其特征在于：所述的步骤S3包括以下步骤：

S34、喷漆过程中测量，测量以前由操作人员指定需要作业的部件，但是数据中不必要预存车辆外观的三维坐标信息；所述的检测标志物为磁铁或磁条，机器手携带喷枪根据前期对车辆位置的测量，距离车辆一定距离自上而下、自左而右的对喷漆部件进行扫描，当检测到磁条位置后，根据自左到右，第一磁条信息开始喷漆，到第二次磁条信息停止喷漆的原则控制喷漆机器人的运行，直至自左而右没有磁条信息为止。