CN109604096B - 一种车轴自动喷漆装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车轴自动喷漆装置和方法，涉及车辆工程领域。所述车轴自动喷漆装置包括：喷枪、机械臂、检测装置、传送装置、车轴旋转装置和控制装置；所述喷枪与所述机械臂固定连接，所述机械臂设置于所述传送装置上，所述传送装置适于带动所述机械臂沿所述车轴的轴向运动，所述车轴置于所述车轴旋转装置上，所述车轴旋转装置适于带动所述车轴旋转，所述控制装置分别与所述相机、所述机械臂和所述车轴旋转装置相连。本发明所述的车轴自动喷漆方法采用上述所述的车轴自动喷漆装置进行喷漆。本发明所述的车轴自动喷漆装置和方法，解决了喷涂质量严重依赖喷涂工人的经验、技术、情绪的问题，提高了产品质量和生产效率。

Description

一种车轴自动喷漆装置和方法
技术领域
本发明涉及车辆工程领域，特别涉及一种车轴自动喷漆装置和方法。
背景技术
通常，车轴在加工、储存和转运过程中，都需要进行喷漆处理,起到对车轴的保护作用。传统的方法是采用人工进行喷涂处理，但是油漆本身对人体具有一定毒害作用，且喷涂质量严重依赖喷涂工人的经验、技术、情绪等因素，使得产品质量难以保证,并且造成物料的极大浪费，严重影响了工作效率及产品质量，还对人体产生较大的伤害。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车轴自动喷漆装置，针对传统的人工喷漆装置进行改进。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车轴自动喷漆装置，包括：喷枪、机械臂、检测装置、传送装置、车轴旋转装置和控制装置；所述喷枪与所述机械臂固定连接，所述机械臂适于所述喷枪的位置和角度的调节；所述检测装置适于获取车轴的实时图片；所述机械臂设置于所述传送装置上，所述传送装置适于带动所述机械臂沿所述车轴的轴向运动；所述车轴置于所述车轴旋转装置上，所述车轴旋转装置适于带动所述车轴旋转；所述控制装置分别与所述相机、所述机械臂和所述车轴旋转装置相连，所述控制装置适于根据所述图片识别所述车轴的位置和特征、对所述机械臂进行调节和控制所述车轴旋转装置旋转。
进一步地，所述车轴自动喷漆装置还包括：车轴定位装置，包括第一定位机构和第二定位机构，所述第一定位机构和所述第二定位机构分别设置于所述车轴的轴向两端，所述车轴定位装置适于对所述车轴的轴向进行定位。
进一步地，所述第一定位机构包括：伸缩机构、第一顶杆、第一滚轮和第一顶板；所述第一顶杆与所述车轴的轴向方向平行，所述第一顶杆的其中一端与所述伸缩机构连接，所述第一顶杆的另外一端设置有所述第一滚轮，所述伸缩机构适于推拉所述第一顶杆运动；所述第一顶板设置于所述第一滚轮与所述车轴之间。
进一步地，所述第二定位机构包括：支撑座、第二顶杆、第二顶板和第二滚轮；所述第二顶杆的其中一端与所述支撑座插接配合，所述第二顶杆的另一端设置有所述第二滚轮，所述第二顶板设置于所述第二滚轮与所述车轴之间。
进一步地，所述传送装置包括：支撑板、导轨、第一电机和传送带，所述机械臂设置于所述支撑板上，所述支撑板与所述导轨滑动连接，所述支撑板与所述传送带固定连接，所述传送带与所述导轨平行，所述第一电机适于驱动所述传送带运动。
进一步地，所述检测装置为双目相机，所述双目相机设置于支撑架上。
进一步地，所述车轴旋转装置包括：主动轮和从动轮，所述主动轮和所述从动轮的轴向方向与所述车轴的轴向方向平行，所述主动轮和所述从动轮分别位于所述车轴的轴向两侧并对所述车轴进行支撑，所述主动轮适于带动所述车轴旋转。
进一步地，所述车轴旋转装置包括：第二电机、同步带和连杆；所述主动轮有两个，两个所述主动轮位于所述车轴的同侧，两个所述主动轮通过连杆连接，所述第二电机适于通过所述同步带同时驱动两个所述主动轮转动。
进一步地，所述车轴旋转装置还包括：支撑台，所述支撑台位于两个所述主动轮之间，所述连杆与所述支撑台枢接。
进一步地，还包括：自动定位机构，滑块、传感器、滚轮、顶杆、电机(33)和控制装置，所述滑块可滑动地安装于所述底座上，所述电机适于驱动所述滑块相对于所述底座运动，所述安装座设置于所述滑块上，所述顶杆与所述安装座车接配合，所述滚轮设置于所述顶杆轴向的其中一端，所述传感器、所述电机分别与控制装置连接。
相对于现有技术，本发明所述的车轴自动喷漆装置具有以下优势：
本发明所述的车轴自动喷漆装置直接采用所述机械臂与所述车轴旋转装置相结合，并采用图像处理的方式对其进行控制，使车轴自动喷漆装置趋于自动化，克服了喷涂质量严重依赖喷涂工人的经验、技术、情绪等因素，提升了喷漆精度，提高轮轴附着力和喷涂厚度均匀性；减少材料消耗。
本发明另外提出一种车轴自动喷漆方法，针对传统的人工喷漆方法进行改进。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车轴自动喷漆方法，采用上述任一所述车轴自动喷漆装置进行喷漆，其特征在于，包括：
S1：进行相机和机械臂的标定，获取相机坐标系和机械臂坐标系；
S2：控制装置通过所述相机获取车轴的实时图片，控制装置根据所述图片识别所述车轴的轮廓；
S3：获取所述车轴的轮廓中各个轮廓点在相机坐标系下的坐标p(x,y,z)；
S4:获取各个所述轮廓点p(x,y,z)在所述机械臂坐标系的法向量
Figure GDA0001981719000000031
其中
Figure GDA0001981719000000032
p1(x1,y1,z1)、p2(x2,y2,z2)为所述轮廓点的轮廓点的两侧相邻的轮廓点，W为相机坐标系相对于机械臂坐标系的变换矩阵；
S5:所述控制装置计算各个所述轮廓点对应的在所述机械臂坐标系下的轨迹点
Figure GDA0001981719000000033
其中，
Figure GDA0001981719000000034
S6：所述控制装置以所述轨迹点作为喷枪的目标喷涂位置，并控制所述机械臂带动所述喷枪对所述车轴进行喷涂。
相对于现有技术，本发明所述的车轴自动喷漆方法具有以下优势：
本发明所述的车轴自动喷漆方法针对车轴，基于图形处理方法提取所述车轴的轮廓点，从而生成所述喷枪的轨迹，增加所述车轴喷涂的灵活性，提升了喷漆精度，提高轮轴附着力和喷涂厚度均匀性，并减少材料的浪费，从而实现了节省材料的功效。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明实施例中的车轴自动喷漆装置的轴测图；
图2为本发明实施例中的车轴自动喷漆装置的轴测图；
图3为本发明实施例中的传送装置的轴测图；
图4为本发明实施例中的第一定位机构的轴测图；
图5为本发明实施例中的第二定位机构的轴测图；
图6为本发明实施例中的图4中I处的局部放大图；
图7为本发明实施例中的自动定位的整体结构示意图；
图8为本发明实施例中的自动定位机构结构示意图；
图9为本发明实施例中的车轴自动喷漆方法的流程图；
图10为本发明实施例中的车轴的上侧轮廓。
附图标记说明：
1-车轴，2-机械臂，3-喷枪，4-第一定位机构，5-主动轮，6-第二定位机构，7-支撑架，8-双目相机，9-从动轮，10-导轨，11-第一电机，12-传送带，13-支撑板，14-伸缩机构，15-第一顶板，16-第一顶杆，17-第一滚轮，18-第二顶杆，19-支撑座，20-第二顶板，21-第二滚轮，22-同步带，23-连杆，24-第二电机，25-支撑台，26-紧固螺栓，27-支座，28-轮座，29-底座，30-安装座，31-安装孔，32-滑块，33-电机，34-滚轮，35-顶杆，36-紧固件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
另外，在本发明的实施例中所提到的文中所有的方向或位置关系为基于附图的位置关系，仅为了方便描述本发明和简化描述，而不是暗示或者暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，不能理解为对本发明的限制。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一
如图1和图2所示，一种车轴自动喷漆装置，包括：喷枪3、机械臂2、检测装置、传送装置、车轴旋转装置和控制装置；所述喷枪3与所述机械臂2固定连接，所述机械臂2适于所述喷枪3的位置和角度的调节；所述检测装置适于获取车轴1的实时图片；所述机械臂2设置于所述传送装置上，所述传送装置适于带动所述机械臂2沿所述车轴1的轴向运动；所述车轴1置于所述车轴旋转装置上，所述车轴旋转装置适于带动所述车轴1旋转；所述控制装置分别与所述相机8、所述机械臂2和所述车轴旋转装置相连，所述控制装置适于根据所述图片识别所述车轴1的位置和特征、对所述机械臂2进行调节和控制所述车轴旋转装置旋转。
需要说明的是，所述机械臂2为六轴机械臂，所述六轴机械臂的其中一端与所述喷枪3固定连接，另外一端固定安装于支撑板13上。所述六轴机械臂可以采用夹持的方式与所述喷枪3固定连接，也可以通过螺栓紧固与所述喷枪3固定连接。所述六轴机械臂与所述控制装置连接，通过所述控制装置控制所述六轴机械臂沿一定的空间轨迹运动，所述六轴机械臂在运动过程中带动所述喷枪3一起运动，从而对所述喷枪3的位置和角度的调节，使所述喷枪3以最佳的角度和位置来完成对所述车轴1的喷涂处理。
此外，所述检测装置可对所述车轴1的整体轮廓进行捕捉，并获取实时的关于所述车轴1轮廓的图片，所述检测装置与所述控制装置连接，所述控制装置根据所述图片识别所述车轴1的位置和特征。所述传送装置与所述控制装置连接，所述控制装置控制所述传送装置运动，带动所述支撑板13沿所述车轴1的轴向运动，从而带动所述机械臂2沿所述车轴1的轴向运动，所述控制装置还实时获取所述传送装置的传送速度。所述车轴旋转装置与所述控制装置连接，所述控制装置控制所述车轴旋转装置转动，进而带动所述车轴1转动，所述控制装置还实时获取所述车轴1的转动速度。
由于油漆本身对人体具有一定毒害作用，且喷涂质量严重依赖喷涂工人的经验、技术、情绪等因素，使得产品质量难以保证,并且造成物料的极大浪费，严重影响了工作效率及产品质量，还对人体产生较大的伤害。本实施例直接采用所述机械臂2与所述车轴旋转装置相结合，并采用图像处理的方式对其进行控制，使车轴自动喷漆装置趋于自动化，克服了喷涂质量严重依赖喷涂工人的经验、技术、情绪等因素，提升了喷漆精度，提高轮轴附着力和喷涂厚度均匀性；减少材料消耗。
实施例二
与上述实施例不同的地方在于，如图1、图4、图5和图6所示，本实施例所述车轴自动喷漆装置还包括：车轴定位装置，包括第一定位机构4和第二定位机构6，所述第一定位机构4和所述第二定位机构6分别设置于所述车轴1的轴向两端，所述车轴定位装置适于对所述车轴1的轴向进行定位。
这样设置的好处在于，避免了所述车轴1轴向的运动导致车轴轨迹的偏离，使所述车轴1在预定的空间转动。
进一步地，如图4所示，所述第一定位机构4包括：伸缩机构14、第一顶杆16、第一滚轮17和第一顶板15；所述第一顶杆16与所述车轴1的轴向方向平行，所述第一顶杆16的其中一端与所述伸缩机构14连接，所述第一顶杆16的另外一端设置有所述第一滚轮17，所述伸缩机构14适于推拉所述第一顶杆16运动；所述第一顶板15设置于所述第一滚轮17与所述车轴1之间。
需要说明的是，所述伸缩机构14可产生伸缩运动，这里，所述伸缩运动的方向与所述车轴1平行，所述第一顶杆16位于所述伸缩机构14与所述车轴1之间，所述伸缩机构14驱动所述第一顶杆16运动；所述第一顶板15设置于所述第一滚轮17与所述车轴1之间，当所述第一定位机构4对所述车轴1进行定位时，所述第一顶杆16推动所述第一滚轮17顶住所述第一顶板15，并通过所述第一顶板15顶住所述车轴1接触。
此外，所述第一滚轮17可以为普通滚轮，也可以设置为万向轮。所述第一顶杆16靠近所述车轴1的端部设置有安装部，所述万向轮通过轴孔连接固定于所述安装部处，较佳的，所述第一顶杆16靠近所述车轴1的端部设置有凹槽，凹槽的侧壁设置有安装孔，所述万向轮通过轴孔连接实现与所述安装孔的连接。
这里，如图6所示，所述第一顶板15设置有凹槽，当进行定位时，所述凹槽位于靠近所述第一顶杆16一侧，所述第一滚轮17与所述凹槽的底面接触。较佳的，所述凹槽为圆形凹槽。这样设置的好处在于，避免喷漆过程中对所述第一顶杆16的影响，使所述第一顶杆16和滚轮也产生喷涂。
通过滚轮的设置为所述第一顶板15与所述第一顶杆16之间提供更大的空间裕度，防止所述车轴1在转动过程中出现卡死的现象；万向轮的设置相对于普通滚轮，则具有更大的灵活度。此外，所述第一顶板15的设置减小了所述第一滚轮17的磨损，也避免了所述第一滚轮17对所述车轴1的划伤。
进一步地，如图5所示，所述第二定位机构6包括：支撑座19、第二顶杆18、第二顶板20和第二滚轮21；所述第二顶杆18的其中一端与所述支撑座19插接配合，所述第二顶杆18的另一端设置有所述第二滚轮21，所述第二顶板20设置于所述第二滚轮21与所述车轴1之间。
需要说明的是，所述第二定位机构6中所述第二顶杆18的其中一端与所述支撑座19插接配合，使所述第二顶杆18相对于所述支撑座19的位置可调节，当所述第二顶杆18调节到预定的位置，通过紧固螺栓26进行固定；当所述第二定位机构6对所述车轴1进行定位时，所述第二顶板20位于所述车轴1与所述第二顶杆18之间，所述第二滚轮21与所述第二顶板20接触。
此外，所述第二滚轮21可以为普通滚轮，也可以设置为万向轮。所述第二顶杆18靠近所述车轴1的端部设置有安装部，所述万向轮通过轴孔连接固定于所述安装部处，较佳的，所述第二顶杆18靠近所述车轴1的端部设置有凹槽，凹槽的侧壁设置有安装孔，所述万向轮通过轴孔连接实现与所述安装孔的连接。
这里，如图6所示，所述第二顶板20设置有凹槽，当进行定位时，所述凹槽位于靠近所述第二顶杆18一侧，所述第二滚轮21与所述凹槽的底面接触。较佳的，所述凹槽为圆形凹槽。这样设置的好处在于，避免喷漆过程中对所述第二顶杆18的影响，使所述第二顶杆18和滚轮也产生喷涂。
这样设置的好处在于，将所述第二定位机构6设置为可伸缩的结构，可以通过所述第二定位机构6调整所述车轴1的轴向位置，使所述车轴1在预设的空间内转动。通过滚轮的设置为所述第二顶板20与所述第二顶板20之间提供更大的空间裕度，防止所述车轴1在转动过程中出现卡死的现象；万向轮的设置相对于普通滚轮，则具有更大的灵活度。此外，所述第二顶板20的设置减小了所述第二滚轮21的磨损，也避免了所述第二滚轮21对所述车轴1的划伤。此外，该种定位方式可适用于不同直径的车轴，避免了不同型号车轴定位时定位夹具的更换。
实施例三
与上述实施例不同的地方在于，如图7所示，所述车轴自动喷漆装置还包括：自动定位机构，所述自动定位机构有两套，两套所述自动定位机构分别从所述车轴1的轴向两端进行定位。其中所述自动定位机构包括：滑块32、安装座30、传感器、滚轮34，顶杆35和电机33，所述滑块32可滑动地安装于所述底座29上，所述电机33驱动所述滑块32相对于所述底座29运动，所述安装座30设置于所述滑块32上，所述安装座30上开设有安装孔31，所述顶杆35与所述安装孔31插接配合，紧固件36适于所述顶杆35的定位。
这里，所述自动定位机构安装于工作台上，两套所述自动定位机构对称设置在所述车轴1两侧，通过两套所述顶杆35顶住所述车轴1实现所述车轴11轴向的定位。这里，所述顶杆35的定位方式与所述第一顶杆16和所述第二顶杆18的定位方式相同，在所述顶杆35的其中一端设置有滚轮34，所述滚轮34与顶板接触，通过所述顶板顶住所述车轴1实现定位。
需要说明的是，在所述安装座30上设置有距离传感器，来感应所述车轴1的轴向的端面距离所述滚轮35的距离，所述传感器与控制装置相连接，所述电机33与控制装置相连接。通过控制装置控制所述电机33转动，带动所述滑块32运动，带动所述顶杆35运动，实现所述车轴1的定位。
这样设置的好处在于，通过自动定位的方式实现了所述车轴1的定位，定位精度相对于手工更高，且更加方便。
实施例四
与上述实施例不同的地方在于，如图1、图2和图3所示，本实施例所述传送装置包括：支撑板13、导轨10、第一电机11和传送带12，所述机械臂2设置于所述支撑板13上，所述支撑板13与所述导轨10滑动连接，所述支撑板13与所述传送带12固定连接，所述传送带12与所述导轨10平行，所述第一电机11适于驱动所述传送带12运动。
需要说明的是，所述导轨10有两条，两条所述导轨10平行的设置于支座27上，所述导轨10与所述支座27可采用螺栓紧固的方式连接；所述传送带12位于两条所述导轨10之间，并与两条所述导轨10平行，所述传送带12与所述支撑板13固定连接，所述传送带12与所述支撑板13之间可采用螺栓紧固的方式；所述机械臂2其中一端与所述支撑板13通过螺栓紧固连接；传送装置转动时，通过所述第一电机11带动所述传送带12运动，进而带动所述支撑板13平动，实现所述机械臂2在所述车轴1的轴向运动；通过所述控制装置的控制，使所述机械臂2按照设定的速度在所述车轴1的轴向运动。
实施例五
与上述实施例不同的地方在于，如图1所示，本实施例所述检测装置为双目相机8，所述双目相机8设置于支撑架7上。
所述双目相机8对所述车轴1的整体轮廓进行捕捉，并获取实时的关于所述车轴1轮廓的图片，所述双目相机8与所述控制装置连接，所述控制装置根据所述图片识别所述车轴1的位置和特征。通过所述双目相机8配合控制装置，通过相机算法计算得出所述双目相机8的双目视差，并依次得到所述喷枪的轨迹点，实现所述车轴1的自动喷漆过程。
实施例六
与上述实施例不同的地方在于，如图1和图2所示，本实施例所述车轴旋转装置包括：主动轮5和从动轮9，所述主动轮5和所述从动轮9的轴向方向与所述车轴1的轴向方向平行，所述主动轮5和所述从动轮9分别位于所述车轴1的径向两侧并对所述车轴1进行支撑，所述主动轮5适于带动所述车轴1旋转。
需要说明的是，所述主动轮5或所述从动轮9均设置于轮座28上，所述主动轮5或所述从动轮9均通过连轴和轴承实现与所述轮座28的枢接，所述主动轮5和所述从动轮9的周向表面与所述车轴1的周向表面相贴合；由于所述车轴1自身具备较大的重量，当所述主动轮5转动时，可通过摩擦力带动所述车轴1转动。
这样设置的好处在于，不用对所述车轴进行紧固后再进行旋转，直接采用所述主动轮5配合所述从动轮9实现所述车轴1的定位，进而通过所述主动轮5旋转带动所述车轴1转动，所述双目相机8直接捕捉所述车轴1的特征，对所述车轴1的转速和特征进行计算。
进一步地，所述车轴旋转装置包括：第二电机24、同步带22和连杆23；所述主动轮5有两个，两个所述主动轮5位于所述车轴1的同侧，两个所述主动轮5通过连杆23连接，所述第二电机24适于通过所述同步带22同时驱动两个所述主动轮5转动。
这里，所述主动轮5和所述从动轮9均为两个，两个所述主动轮5位于所述车轴1的径向的其中一侧，两个所述从动轮9位于所述车轴1的径向的另外一侧。可替换地，所述主动轮5和所述从动轮9均为多个。这样设置，可以使所述车轴的受力更加均匀，使所述车轴1的转动更加稳定。
进一步地，所述车轴旋转装置还包括：支撑台25，所述支撑台25位于两个所述主动轮5之间，所述连杆23与所述支撑台25枢接。
也就是说，所述连杆23同时穿过所述支撑台25与两个所述主动轮5，在支撑台25处可对所述连杆23进行支撑，防止所述连杆23产生较大的弯矩。
实施例七
一种车轴自动喷漆方法，如图9所示，包括：
S1：进行相机8和机械臂2的标定，获取相机坐标系和机械臂坐标系；
S2：控制装置通过所述相机8获取车轴1的实时图片，控制装置根据所述图片识别所述车轴1的轮廓；
S3：获取所述车轴1的轮廓中各个轮廓点在相机坐标系下的坐标p(x,y,z)；
S4:获取各个所述轮廓点p(x,y,z)在所述机械臂坐标系的法向量
Figure GDA0001981719000000111
其中
Figure GDA0001981719000000112
p1(x1,y1,z1)、p2(x2,y2,z2)为所述轮廓点的轮廓点的两侧相邻的轮廓点，W为相机坐标系相对于机械臂坐标系的变换矩阵；
S5:所述控制装置计算各个所述轮廓点对应的在所述机械臂坐标系下的轨迹点
Figure GDA0001981719000000121
其中，
Figure GDA0001981719000000122
S6：所述控制装置以所述轨迹点作为喷枪3的目标喷涂位置，并控制所述机械臂2带动所述喷枪3对所述车轴1进行喷涂。
需要说明的是，S1步骤中，所述双目相机8的光轴与所述车轴1的轴线的垂直，需要使相机能够拍到整个车轴零件；所述双目相机8的标定使用棋盘格和OpenCV库进行标定，建立相机坐标系和机械臂坐标系其中，相机坐标系：以所述双目相机8的光心作为原点，z轴与相机光轴重合，且取摄影方向为正方向；机械臂坐标系的建立以机械臂2为参照进行建立。最终得到双目相机8的内参(包括所述双目相机8在相机坐标系下的中心，所述双目相机8焦距在相机坐标系x方向的缩放因子fx，所述双目相机8焦距在相机坐标系y方向的缩放因子fy)，并建立所述相机坐标系与机械臂坐标系的坐标转换关系，这里通过相机坐标系相对于机械臂坐标系的齐次变换矩阵W进行转换；
S2步骤中，所述双目相机8获取车轴1的实时图片，控制装置对所述实时图片进行图像处理，首先控制对所述实时图片进行滤波、降噪、增强等初步处理，对所述实时图片的噪声影响进行抑制，保持所述实时图片的清晰度，提高了所述实时图片的质量；然后所述控制装置对车轴轮廓进行锐化处理；进一步地，所述控制装置对提取后的图像进行二值化处理，得到黑白两种颜色的图像，提高了图像的识别分析的效率，为后续的图像分析节约了时间与成本；最后，所述控制装置对所述车轴1的轮廓边缘进行提取，最终得到感兴趣的区域，即车轴的轮廓图。
S3步骤中所述控制装置通过视差算法计算，得到所述轮廓点p(x,y,z)的深度信息：
Figure GDA0001981719000000123
其中，b为所述双目相机8的基线长度，d为轮廓点对应的所述双目相机8的视差，f为所述双目相机8的焦距；
进一步地，S4步骤根据所述深度信息获取所述车轴1轮廓在相机坐标系下的轮廓点p(x,y,z)，其中，
Figure GDA0001981719000000131
(cx,cy)为所述双目相机8的中心在图像坐标系下的像素坐标，fx为所述双目相机8焦距在相机坐标系x方向的缩放因子，fy为所述双目相机8焦距在相机坐标系y方向的缩放因子，(u,v)为轮廓点p(x,y,z)在图像坐标系下的像素坐标，像素的横坐标u与纵坐标v分别是在其图像数组中所在的列数与所在行数；
S4步骤：获取所述轮廓点p(x,y,z)在所述车轴1轮廓处的相对于所述机械臂坐标系的法向量
Figure GDA0001981719000000132
其中
Figure GDA0001981719000000133
p1(x1,y1,z1)、p2(x2,y2,z2)为不同的所述轮廓点；这里，p1、p2为所述车轴1轮廓上不同的两点，需要先求出相机坐标系下的p1p2直线的法向量，然后将所述法向量转化为机械臂坐标系下的坐标，所述法向量
Figure GDA0001981719000000134
与p1p2直线垂直。
S5步骤中所述控制装置将所述轮廓点通过三维空间相平移，得到喷枪在所述机械臂坐标系下的轨迹点为
Figure GDA0001981719000000135
其中，
Figure GDA0001981719000000136
W为相机坐标系相对于机械臂坐标系的齐次变换矩阵。
为了避免相机装偏对喷漆造成的影响，此处，所述控制装置通过视差算法计算，得到所述车轴1的轮廓的深度信息步骤之前进行相机倾斜判断，通过相机倾斜判断后得到所述深度信息。也就是说在S3步骤还包括：
如图10所示，计算所述车轴1的上侧轮廓的深度信息z1和所述车轴1的下侧轮廓的深度信息z2，其中，
Figure GDA0001981719000000137
b为所述双目相机8的基线长度，d1、d2为不同轮廓点对应的所述双目相机8的视差，f为所述双目相机8的焦距；这里的上下是相对于图10中的位置而言，位于图中车轴1上侧的轮廓边是上侧轮廓，位于图中车轴1下侧的轮廓边是下侧轮廓。
判断z1和z2是否满足|z1-z2|≤c％，其中c为设定的常数：是，按照z＝zmax(z1,z2)生成车轴轮廓的深度信息；否，停止喷漆，进行所述双目相机8的调整。这里，z＝zmax(z1,z2)是指z1和z2中的较大值，实际中，这里还进行所述车轴1的上侧轮廓的深度信息z1和所述车轴1的下侧轮廓的深度信息z2的大小的判断：如果z1≥z2，那么按照z＝z1生成车轴轮廓的深度信息；反之，那么按照z＝z2生成车轴轮廓的深度信息。
实际过程中，所述双目相机8可能会存在装偏的情况，本方法的目的在于，当所述双目相机8的偏斜度不是很大，不足以影响喷枪轨迹的生成时，则不进行所述双目相机8的调整，并通过深度信息较大一侧的车轴轮廓点来进行轨迹的生成，通过深度信息较大一侧的轮廓来确定深度信息的好处在于避免估算过小导致的喷枪与车轴之间的干涉或者喷漆量的不足，这里所述双目相机8也可采用单目相机或者深度相机替换，但是所述双目相机8的基线距离越大，能够测量的距离就越远。
本实施例针对车轴，基于图形处理方法提取所述车轴1的轮廓点，从而生成所述喷枪的轨迹，即使车轴外形变化，程序可以自动生成，增加所述车轴1喷涂的灵活性。提升了喷漆精度，提高轮轴附着力和喷涂厚度均匀性，并减少材料的浪费，从而实现了节省材料的功效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车轴自动喷漆方法，应用于车轴自动喷漆装置，其特征在于，所述车轴自动喷漆装置包括：喷枪(3)、机械臂(2)、检测装置、传送装置、车轴旋转装置，车轴定位装置和控制装置；所述喷枪(3)与所述机械臂(2)固定连接，所述机械臂(2)适于所述喷枪(3)的位置和角度的调节；所述检测装置适于获取车轴(1)的实时图片；所述机械臂(2)设置于所述传送装置上，所述传送装置适于带动所述机械臂(2)沿所述车轴(1)的轴向运动；所述车轴(1)置于所述车轴旋转装置上，所述车轴旋转装置适于带动所述车轴(1)旋转；所述控制装置分别与所述检测装置、所述机械臂(2)和所述车轴旋转装置相连，所述控制装置适于根据所述图片识别所述车轴(1)的位置和特征、对所述机械臂(2)进行调节和控制所述车轴旋转装置旋转；所述车轴定位装置，包括第一定位机构(4)和第二定位机构(6)，所述第一定位机构(4)和所述第二定位机构(6)分别设置于所述车轴(1)的轴向两端，所述车轴定位装置适于对所述车轴(1)的轴向进行定位；所述第二定位机构(6)可伸缩,所述第二定位机构(6)包括：支撑座(19)、第二顶杆(18)、第二顶板(20)和第二滚轮(21)；所述第二顶杆(18)的其中一端与所述支撑座(19)插接配合，所述第二顶杆(18)的另一端设置有所述第二滚轮(21)，所述第二顶板(20)设置于所述第二滚轮(21)与所述车轴(1)之间；所述检测装置为双目相机(8)；
所述车轴自动喷漆方法包括：
S1：进行所述双目相机(8)和机械臂(2)的标定，获取所述双目相机(8)坐标系和机械臂坐标系；
S2：控制装置通过所述双目相机(8)获取车轴(1)的实时图片，控制装置根据所述图片识别所述车轴(1)的轮廓；
S3：计算所述车轴(1)的上侧轮廓的深度信息z1和所述车轴(1)的下侧轮廓的深度信息z2，判断z1和z2是否满足|z1-z2|≤c％，其中c为设定的常数：是，按照z＝zmax(z1,z2)生成车轴轮廓的深度信息，z＝zmax(z1,z2)是指z1和z2中的较大值；根据所述深度信息获取所述车轴(1)轮廓在相机坐标系下的轮廓点p(x,y,z)；所述深度信息
Figure FDA0002933738970000021
其中b为所述双目相机(8)的基线长度，d为轮廓点对应的所述双目相机(8)的视差，f为所述双目相机(8)的焦距；
S4:获取各个所述轮廓点p(x,y,z)在所述机械臂坐标系的法向量
Figure FDA0002933738970000022
其中
Figure FDA0002933738970000023
p1(x1,y1,z1)、p2(x2,y2,z2)为所述轮廓点的轮廓点的两侧相邻的轮廓点，W为相机坐标系相对于机械臂坐标系的变换矩阵；
S5:所述控制装置计算各个所述轮廓点对应的在所述机械臂坐标系下的轨迹点
Figure FDA0002933738970000024
其中，
Figure FDA0002933738970000025
S6：所述控制装置以所述轨迹点作为喷枪(3)的目标喷涂位置，并控制所述机械臂(2)带动所述喷枪(3)对所述车轴(1)进行喷涂。
2.根据权利要求1所述的车轴自动喷漆方法，其特征在于，所述第一定位机构(4)包括：伸缩机构(14)、第一顶杆(16)、第一滚轮(17)和第一顶板(15)；所述第一顶杆(16)与所述车轴(1)的轴向方向平行，所述第一顶杆(16)的其中一端与所述伸缩机构(14)连接，所述第一顶杆(16)的另外一端设置有所述第一滚轮(17)，所述伸缩机构(14)适于推拉所述第一顶杆(16)运动；所述第一顶板(15)设置于所述第一滚轮(17)与所述车轴(1)之间。
3.根据权利要求1所述的车轴自动喷漆方法，其特征在于，所述传送装置包括：支撑板(13)、导轨(10)、第一电机(11)和传送带(12)，所述机械臂(2)设置于所述支撑板(13)上，所述支撑板(13)与所述导轨(10)滑动连接，所述支撑板(13)与所述传送带(12)固定连接，所述传送带(12)与所述导轨(10)平行，所述第一电机(11)适于驱动所述传送带(12)运动。
4.根据权利要求1所述的车轴自动喷漆方法，其特征在于，所述双目相机(8)设置于支撑架(7)上。
5.根据权利要求1所述的车轴自动喷漆方法，其特征在于，所述车轴旋转装置包括：主动轮(5)和从动轮(9)，所述主动轮(5)和所述从动轮(9)的轴向方向与所述车轴(1)的轴向方向平行，所述主动轮(5)和所述从动轮(9)分别位于所述车轴(1)的轴向两侧并对所述车轴(1)进行支撑，所述主动轮(5)适于带动所述车轴(1)旋转。
6.根据权利要求5所述的车轴自动喷漆方法，其特征在于，所述车轴旋转装置包括：第二电机(24)、同步带(22)和连杆(23)；所述主动轮(5)有两个，两个所述主动轮(5)位于所述车轴(1)的同侧，两个所述主动轮(5)通过连杆(23)连接，所述第二电机(24)适于通过所述同步带(22)同时驱动两个所述主动轮(5)转动。
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