CN110180760A - 一种迷彩喷涂分区域作业方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种迷彩喷涂分区域作业方法，依据喷涂机器人的动作范围和待喷涂区域的长度，确定喷涂机器人的单程路径长度；所述的单程路径长度为喷涂机器人第七轴固定时在同一喷涂路径上喷枪所移动的长度；依据所确定的单程路径长度和待喷涂区域的长度，对待喷涂区域进行划分，得到若干个单元喷涂区域，对若干个单元喷涂区域进行分别喷涂；将大面积的待喷涂区域划分为多个单元喷涂区域，通过依次对单元喷涂区域进行喷涂，实现喷涂机器人第七轴单程移动即可完成整个工件的喷涂，解决了传统作业方式导致的第七轴空跑问题。

Description

一种迷彩喷涂分区域作业方法
技术领域
本公开涉及一种迷彩喷涂分区域作业方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
七轴机器人，又称为冗余机器人，相比六轴机器人额外的轴允许机器人躲避某些特定的目标或越过某些目标，便于末端执行器到达特定的位置，能够更加灵活的适应某些特殊的工作环境，拥有更高的灵活性；为了满足客户越来越高的交货速度需求，喷涂作业车间里七轴喷涂机器人逐渐普及，喷涂作业车间里的七轴喷涂机器人与六轴机器人整体结构相似，整体能够沿第七轴进行移动，从而覆盖更大的喷涂范围，代替传统的喷涂机构，在降低工人劳动强度的同时，提高了喷涂的效率。
发明人发现，在数码迷彩作业过程中，传统的工作方式为：喷涂机器人喷涂时沿着一条路径由前到后进行喷涂，完成一条路径后，再进行下一条路径的喷涂，当遇到喷涂的面区域较大、每条路径线都很长的工况时，机器人需要沿着喷涂方向前后移动第七轴以完成喷涂，且一个面上有多条路径，这就造成了喷涂过程中，机器人一直在前后来回空跑，耗时长、效率低下。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种迷彩喷涂分区域作业方法，旨在解决大面积长路径喷涂过程中机器人第七轴出现来回空跑的技术问题，通过对大面积工件的待喷涂区域进行区域划分，从而实现机器人能够在第七轴不空跑的情况下完成大面积工件的全部喷涂。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一种迷彩喷涂分区域作业方法，喷涂机器人采用七轴机器人，喷涂机器人在第七轴位置变化时，能够改变其整体的位置，喷涂机器人的末端执行器为喷枪，用于喷涂作业，包括以下步骤：
喷涂区域扫描，对工件的待喷涂区域进行扫描，依据扫描得出待喷涂区域的长度；
设定划分参数，依据喷涂机器人的动作范围和待喷涂区域的长度，确定喷涂机器人的单程路径长度；
喷涂区域划分，依据所确定的单程路径长度和待喷涂区域的长度，对待喷涂区域进行划分，得到若干个单元喷涂区域；
喷涂区域规划，重新对每个单元喷涂区域的喷枪的喷涂路径进行设计和布局，确定每个单元喷涂区域对应的喷涂机器人第七轴位置；
对所有单元喷涂区域进行分别喷涂。
进一步的，所获取的长度为待喷涂区域平行于喷涂机器人第七轴方向上的长度。
进一步的，所述的单程路径长度为喷涂机器人第七轴固定时在同一喷涂路径上喷枪所移动的长度。
进一步的，所述的喷涂区域划分具体过程为：
根据待喷涂区域的长度，将待喷涂区域沿长度方向划分为若干个小区域；
计算整个喷涂过程中喷涂机器人沿第七轴的空跑长度；
根据沿第七轴的空跑长度重新划分待喷涂区域；
重新计算空跑长度；
重复上述过程，直至空跑长度为0，得到若干个单元喷涂区域，完成待喷涂区域的划分。
作为优选的，在划分待喷涂区域时，小区域的长度小于喷涂机器人在第七轴固定时的最大工作长度。
作为优选的，划分后得到的所有单元喷涂区域，按照喷涂机器人第七轴所在方向依次喷涂。
作为优选的，待喷涂区域进行划分的长度阈值为0.6-2m。
进一步的，所述喷涂区域规划的过程中，根据单元喷涂作业过程中在不同路径下末端喷枪的空跑耗时选择喷涂路径，缩短每个单元喷涂区域的空跑耗时。
进一步的，根据选择的喷枪的喷涂路径选择喷涂机器人第七轴的位置，避免与工件产生干涉和产生奇异点。
优选的，在进行每个单元喷涂区域的喷涂工作时，喷涂机器人的第七轴固定在选定的位置点。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
1、本公开结合喷涂机器人的喷涂范围极限和待喷涂区域，将大面积的待喷涂区域划分为多个单元喷涂区域，通过依次对单元喷涂区域进行喷涂，实现喷涂机器人第七轴单程移动即可完成整个工件的喷涂，解决了传统作业方式导致的第七轴空跑问题；
2、本公开根据不同的单元喷涂区域，设定对应的喷涂机器人第七轴的固定位置，从而每个单元喷涂区域对应一个喷涂机器人第七轴的固定作业点，喷涂机器人在该点就能完成对应单元喷涂区域的所有喷涂作业，从而避免了第七轴的来回空跑问题；
3、本公开依据所划分出的单元喷涂区域进行依次喷涂，针对迷彩喷涂的特点，在第七轴移动的单方向依次移动到设定位置上就能完成所有单元喷涂区域的工作，避免了第七轴的来回空跑的同时，提高了单元喷涂区域作业的效率；
4、本公开根据实际需求对待喷涂区域进行划分，从而得到单元喷涂区域，在对单元喷涂区域进行依次喷涂时，机器人的前后无效路径减少，缩短了喷涂时间，另一方面，避免了单程路径过长导致喷涂机器人末端喷枪奇异点的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本公开待喷涂区域未经划分时的喷涂过程示意图；
图2为本公开待喷涂区域经过划分后的喷涂过程示意图；
其中：1、喷涂机器人，2、待喷涂区域，3、喷涂路径，4、第七轴路径。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
实施例1
本公开的一种典型实施例，如图1、图2所示，提供了一种迷彩喷涂分区域作业方法，包括以下步骤：
喷涂区域扫描，对工件的待喷涂区域2进行扫描，依据扫描得出待喷涂区域的长度；在扫描过程中，所获取的长度为待喷涂区域平行于喷涂机器人第七轴方向上的长度；
设定划分参数，依据喷涂机器人的动作范围和待喷涂区域的长度，确定喷涂机器人的单程路径长度；所述的单程路径长度为喷涂机器人第七轴固定时在同一喷涂路径上喷枪所移动的长度；
喷涂区域划分，依据所确定的单程路径长度和待喷涂区域的长度，对待喷涂区域进行划分，得到若干个单元喷涂区域；
喷涂区域规划，重新对每个单元喷涂区域的喷枪的喷涂路径进行设计和布局，确定每个单元喷涂区域对应的喷涂机器人第七轴位置；
对所有的单元喷涂区域进行分别喷涂。
下面结合附图，对待喷涂区域划分的过程进一步描述：
如图1，待喷涂区域2未经划分时的喷涂过程，①和②分别代表不同的喷涂路径3，在喷涂该平面时，喷涂机器人1先对①路径进行喷涂，由于待喷涂区域长度较长，因此，喷涂机器人沿第七轴路径4从A位置移动到B位置才能实现整条①路径的喷涂，然后再由B位置空跑回A位置，开始②路径的喷涂，依次往复；
即每喷涂一条路径，便会空跑一次，空跑的长度和喷涂所需前进的长度相等，从而就导致了实际喷涂第七轴的移动路径中穿插这第七轴的空跑路径，在来回移动过程中，一半的路径为无效的空跑路径，因此就导致了喷涂效率的低下。
需要特别指出的，在此待喷涂区域沿第七轴方向上的长度大于喷涂机器人最大喷涂范围的长度，为了保证一条路径喷涂的完整性和喷涂机器人的方便控制，因此需要通过移动第七轴的方式来实现长路径的喷涂。
当然，可以理解的是，待喷涂区域垂直于第七轴方向的宽度小于喷涂机器人最大喷涂范围的宽度，喷涂机器人在喷涂作业时能够覆盖待喷涂区域的宽度，即喷涂机器人在作业时无需整体沿垂直于第七轴的方向移动，只需要沿第七轴的方向移动即可。
若待喷涂区域的长度大于喷涂机器人最大喷涂范围的长度，或待喷涂区域的长度大于喷涂机器人最佳喷涂范围的长度，为了减少喷涂机器人在第七轴上的空跑，本申请对待喷涂区域进行划分，划分后的喷涂区域示意图如图2所示：待喷涂区域被划分为DEF三个单元喷涂区域，在进行喷涂时，固定喷涂机器人的第七轴在A位置，然后仅对D区域进行喷涂；当D区域喷涂完毕后，喷涂机器人沿第七轴移动，到达B位置并固定喷涂机器人的第七轴，对E区域进行喷涂作业；当E区域喷涂完毕后，喷涂机器人沿第七轴移动，到达C位置并固定喷涂机器人的第七轴，对F区域进行喷涂作业；当F区域喷涂完毕后，完成整个待喷涂区域的作业，工件喷涂完毕，更换下一个工件进行喷涂或进行该工件的另一个待喷涂面的作业。
需要特别指出的是，经过划分后的DEF三个单元喷涂区域，当喷涂机器人将第七轴固定在对应位置时，能够覆盖对应单元喷涂区域的所有待喷涂位置，因此在进行单元喷涂区域时，无需移动喷涂机器人第七轴就能完成该单元喷涂区域的所有喷涂作业：在改变单元喷涂区域时，只需要从一个固定位置沿第七轴移动到另一个固定位置即可，依次移动到固定位置，避免了空跑问题。
当然，可以理解的是，当待喷涂区域的长度更长时，能够将其划分为更多的单元喷涂区域，并依次对这些单元喷涂区域实现喷涂作业，最后完成整个待喷涂区域的喷涂作业。
实施例2
本发明还提供另一实施例，与实施例1的区别在于喷涂区域的划分过程。
根据待喷涂区域的长度，将待喷涂区域沿长度方向划分为若干个小区域；
计算整个喷涂过程中喷涂机器人沿第七轴的空跑长度；
根据沿第七轴的空跑长度重新划分待喷涂区域；
重新计算空跑长度；
重复上述过程，直至空跑长度为0，得到若干个单元喷涂区域，完成待喷涂区域的划分。
进一步的，小区域的长度小于喷涂机器人在第七轴固定时的最大工作长度；待喷涂区域进行划分的长度阈值为0.6-2m。
优选的，划分后得到的所有单元喷涂区域，按照喷涂机器人第七轴所在方向依次喷涂。
进一步的，所述喷涂区域规划的过程中，即在划分出单元喷涂区域后，根据单元喷涂区域作业过程中在不同路径下末端喷枪的空跑耗时选择该单元喷涂区域的喷涂路径，缩短每个单元喷涂区域因喷枪空跑造成的耗时。
需要特别指出的，喷枪在具体喷涂每个单元喷涂区域时，也会出现空跑现象，不过由于喷枪的空跑过程耗时小于作业耗时，也远小于第七轴空跑的耗时，本申请在这里便不再具体指出减少喷枪空跑号是的技术内容了，能够选用现有的喷枪路径优化过程，比如将单方向喷涂改为往返式S形喷涂等；
当然，可以理解的是，现有技术中拥有避免机器人与工件产生干涉引起工件位置变化的防护手段，也拥有避免产生奇异点的手段，因此在此处便不再赘述；本申请根据选择的喷枪的喷涂路径选择喷涂机器人第七轴的位置，对每个单元喷涂区域喷涂时的过程进行优化处理，从而避免与工件产生干涉和产生奇异点。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，包括以下步骤：
喷涂区域扫描，对工件的待喷涂区域进行扫描，依据扫描得出待喷涂区域的长度；
设定划分参数，依据喷涂机器人的动作范围和待喷涂区域的长度，确定喷涂机器人的单程路径长度；
喷涂区域划分，依据所确定的单程路径长度和待喷涂区域的长度，对待喷涂区域进行划分，得到若干个单元喷涂区域；
喷涂区域规划，重新对每个单元喷涂区域的喷枪的喷涂路径进行设计和布局，确定每个单元喷涂区域对应的喷涂机器人第七轴位置；
对所有单元喷涂区域进行分别喷涂。
2.如权利要求1所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，在扫描过程中，所获取的长度为待喷涂区域平行于喷涂机器人第七轴方向上的长度。
3.如权利要求1所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，所述的单程路径长度为喷涂机器人第七轴固定时在同一喷涂路径上喷枪所移动的长度。
4.如权利要求1所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，所述的喷涂区域划分具体过程为：
根据待喷涂区域的长度，将待喷涂区域沿长度方向划分为若干个小区域；
计算整个喷涂过程中喷涂机器人沿第七轴的空跑长度；
根据沿第七轴的空跑长度重新划分待喷涂区域；
重新计算空跑长度；
重复上述过程，直至空跑长度为0，得到若干个单元喷涂区域，完成待喷涂区域的划分。
5.如权利要求4所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，在划分待喷涂区域时，小区域的长度小于喷涂机器人在第七轴固定时的最大工作长度。
6.如权利要求5所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，划分后得到的所有单元喷涂区域，按照喷涂机器人第七轴所在方向依次喷涂。
7.如权利要求6所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，待喷涂区域进行划分的长度阈值为0.6-2m。
8.如权利要求1所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，所述喷涂区域规划的过程中，根据单元喷涂作业过程中在不同路径下末端喷枪的空跑耗时选择喷涂路径，缩短每个单元喷涂区域的空跑耗时。
9.如权利要求8所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，根据选择的喷枪的喷涂路径选择喷涂机器人第七轴的位置，避免与工件产生干涉和产生奇异点。
10.如权利要求9所述的一种迷彩喷涂分区域作业方法，其特征在于，在进行每个单元喷涂区域的喷涂工作时，喷涂机器人的第七轴固定在选定的位置点。
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