CN109759254A - 一种三维立体喷涂的系统和方法 - Google Patents

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王志强
任亚恒
高晓芝
郝存明
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Abstract

本发明涉及一种三维立体喷涂的系统和方法，系统包括探测单元、数据处理单元、传输单元和喷涂单元。探测单元和喷涂单元通过传输单元与数据处理单元通信连通。喷涂方法为：⑴将钢结构放置在钢结构输送线上，启动系统作业；⑵雷达对钢结构进行扫描，采集钢结构表面和位置数据；⑶两个雷达分别生成点云数据；⑷电脑进行数据处理，得出到钢结构的轮廓信息；⑸建立最优控制模型；⑹控制输送线移动速度和喷涂单元的各个喷刷机头的控制开关，执行喷涂作业。本发明实现了人工智能在钢结构及工业设备精准喷涂油漆，优化了喷涂操作过程，有利于用户减少空气污染和资源浪费，保护操作工人的人身安全。

Description

一种三维立体喷涂的系统和方法
技术领域
本发明属于工业喷涂技术领域，涉及一种自动化喷涂技术，具体涉及一种三维立体喷涂的方法及系统。
背景技术
喷涂技术现在广泛的应用于环保、化工、钢铁、冶金、电子、水泥、食品、造纸、印刷、农畜业等行业，可以说是无处不在。但在现有的市场上产品，在喷涂过程中，均存在原料介质消耗过大，并造成大量介质浪费并可能造成环境污染。或有些只能进行简单的平面二维喷涂，造成喷涂不均，甚至造成死角，不能达到预期对喷涂的要求，从而造成重复喷涂，延长喷涂工时等情况。造成了使用者的成本增加，工作效率的降低，也抑制了产品的产量，对经济效益增长形成了阻碍。
目前国内建筑用钢结构多采用人工露天喷涂方式，传统方式会造成大气污染、能源浪费和工人身体安全隐患。随着国家对于环保要求越来越严格、人工成本的提高，传统的喷涂方式需要逐渐被取缔。
发明内容
本发明的目的是提供一种三维立体喷涂的系统，建立人工智能的喷涂系统，在钢结构及工业设备精准喷涂油漆，优化喷涂操作过程，减少空气污染和资源浪费，保护操作公认的人身安全。本发明的另一目的是提供一种三维立体喷涂的方法。
本发明的技术方案是：三维立体喷涂的系统，用于钢结构进行立体喷涂，包括探测单元、数据处理单元、传输单元和喷涂单元。探测单元和喷涂单元通过传输单元与数据处理单元通信连通。探测单元对要喷涂的钢结构进行三维立体扫描，采集钢结构表面和位置信息，生成点云数据。数据处理单元对探测单元采集的钢结构表面和位置信息进行处理，得出到钢结构的轮廓信息并建立控制模型，控制喷涂单元进行喷涂作业。传输单元用于探测单元与数据处理单元之间和数据处理单元与喷涂单元之间传递信息。喷涂单元根据数据处理单元的指令对钢结构进行三维立体喷涂作业。
探测单元为两个雷达，雷达为激光雷达。数据处理单元为电脑或单片机或PLC，传输单元为数据线缆和相关接头喷涂单元为喷刷机头和钢结构输送线，喷刷机头上设有控制开关。雷达安装在钢结构输送线的上方，两个雷达与喷刷机头之间呈60°～160°的夹角。喷刷机头通过油漆输送管路与油漆桶连接，油漆输送管路设有输送泵。
本发明三维立体喷涂系统的喷涂方法，步骤为：
⑴将要喷涂的钢结构放置在钢结构输送线上，启动三维立体喷涂系统进行喷涂作业；
⑵钢结构输送线进行移动，两个雷达对经过的钢结构进行三维立体扫描，采集钢结构表面和位置数据；
⑶两个雷达分别生成点云数据；
⑷将点云数据传输到电脑进行数据处理，得出到钢结构的轮廓信息；
⑸建立最优控制模型；
⑹控制喷涂单元的各个喷刷机头的控制开关和钢结构输送线的移动速度，执行喷涂作业。
喷刷机头喷涂的轨迹为竖直线喷涂或横线喷涂。在钢结构输送线上方放置两个成一定角度的雷达，钢结构在输送线上结过时分别由两个雷达进行扫描，通过处理单元把两个雷达数据进行计算，得到钢结构的轮廓信息并建立最优控制模型。通过控制输送线和喷刷机头的速度和各个喷头的开关实现智能化喷涂。
本发明三维立体喷涂的系统和方法，实现了人工智能的喷涂系统，在钢结构及工业设备精准喷涂油漆，通过控制输送线和喷刷机头的速度和各个喷头的开关来达到高效、快速的喷涂作业，优化了喷涂操作过程，有利用户减少空气污染和资源浪费，保护操作工人的人身安全。
附图说明
图1为本发明三维立体喷涂系统的示意图；
图2为本发明三维立体喷涂的流程示意图；
其中：
1—雷达、2—电脑、3—传输信号、4—喷刷机头、5—钢结构、6—钢结构输送线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
本发明三维立体喷涂的系统包括探测单元、数据处理单元、传输单元和喷涂单元，探测单元和喷涂单元通过传输单元与数据处理单元通信连通。探测单元对要喷涂的钢结构进行三维立体扫描，采集钢结构表面和位置信息，生成点云数据。数据处理单元对探测单元采集的钢结构表面和位置信息进行处理，得出到钢结构的轮廓信息并建立控制模型，控制喷涂单元进行喷涂作业。传输单元用于探测单元与数据处理单元之间和数据处理单元与喷涂单元之间传递信息。喷涂单元根据数据处理单元的指令对钢结构进行三维立体喷涂作业。如图1所示，测单元为两个雷达1，雷达为激光雷达；数据处理单元为电脑2传输单元为数据线缆和相关接头；喷涂单元为喷刷机头4和钢结构输送线6，喷刷机头上设有控制开关。雷达1安装在钢结构输送线6的上方，两个雷达与喷刷机头之间的夹角为120°。喷刷机头4通过油漆输送管路与油漆桶连接，油漆输送管路设有输送泵。
三维立体喷涂系统的喷涂步骤为：
⑴将要喷涂的钢结构5放置在钢结构输送线6上，启动三维立体喷涂系统进行喷涂作业；
⑵钢结构输送线6进行移动，两个雷达1对经过的钢结构5进行三维立体扫描，采集钢结构表面和位置数据；
⑶两个雷达分别生成点云数据；
⑷将点云数据传输到电脑进行数据处理，得出到钢结构的轮廓信息；
⑸建立最优控制模型；
⑹控制喷涂单元的各个喷刷机头4的控制开关和钢结构输送线(6)的移动速度，执行喷涂作业。
喷刷机头喷涂的轨迹为横线喷涂。

Claims (6)

1.一种三维立体喷涂的系统，用于钢结构进行立体喷涂，其特征是：所述系统包括探测单元、数据处理单元、传输单元和喷涂单元，所述探测单元和喷涂单元通过传输单元与数据处理单元通信连通；所述探测单元对要喷涂的钢结构进行三维立体扫描，采集钢结构表面和位置信息，生成点云数据；所述数据处理单元对探测单元采集的钢结构表面和位置信息进行处理，得出到钢结构的轮廓信息并建立控制模型，控制喷涂单元进行喷涂作业；所述传输单元用于探测单元与数据处理单元之间和数据处理单元与喷涂单元之间传递信息；所述喷涂单元根据数据处理单元的指令对钢结构(5)进行三维立体喷涂作业。
2.根据权利要求1所述的三维立体喷涂的系统，其特征是：所述探测单元为两个雷达(1)，所述雷达为激光雷达；所述数据处理单元为电脑(2)或单片机或PLC，所述传输单元为数据线缆和相关接头；所述喷涂单元为喷刷机头(4)和钢结构输送线(6)，所述喷刷机头上设有控制开关。
3.根据权利要求1所述的三维立体喷涂的系统，其特征是：所述雷达(1)安装在钢结构输送线(6)的上方，两个雷达(1)与喷刷机头(4)之间呈60°～160°的夹角。
4.根据权利要求1所述的三维立体喷涂的系统，其特征是：所述喷刷机头(4)通过油漆输送管路与油漆桶连接，油漆输送管路设有输送泵。
5.一种权利要求1所述三维立体喷涂系统的喷涂方法，其特征是：所述喷涂步骤为：
⑴将要喷涂的钢结构(5)放置在钢结构输送线(6)上，启动三维立体喷涂系统进行喷涂作业；
⑵钢结构输送线(6)进行移动，两个雷达(1)对经过的钢结构(5)进行三维立体扫描，采集钢结构表面和位置数据；
⑶两个雷达分别生成点云数据；
⑷将点云数据传输到电脑进行数据处理，得出到钢结构的轮廓信息；
⑸建立最优控制模型；
⑹控制喷涂单元的各个喷刷机头(4)的控制开关和钢结构输送线(6)的移动速度，执行喷涂作业。
6.根据权利要求1所述三维立体喷涂系统的喷涂方法，其特征是：所述喷刷机头(4)喷涂的轨迹为竖直线喷涂或横线喷涂。
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