CN110433989B - 一种工件表面喷涂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工件表面喷涂的方法，包括下列步骤：(1)安装视觉扫描设备；(2)工件表面尺寸的测量，方法如下：第一步，打开工业摄像机和一字线性激光，调整工业摄像机的位置和一字线性激光的方向。第二步，计算固定高度下，工业摄像机拍照的图片和实际物理尺寸的转换比例。第三步，对工业摄像机和一字线性激光进行基准线标定。第四步，对喷涂机器人做位置标定，确定工业摄像机和喷涂机器人之间的坐标转换关系。第五步，启动传送带，每运动固定的距离，给工业摄像机一个触发信号，工业摄像机拍照并发送图片至计算机进行工件尺寸的计算。(3)生成可执行的机器人程序。(4)执行工件喷涂程序。

Description

一种工件表面喷涂的方法
技术领域
本发明基于机器视觉系统，涉及数字图像处理技术，尤其是针对各种环境恶劣的喷涂现场。
背景技术
随着我国自动化、智能化进程的不断加快，越来越多的人工劳力被自动化设备取代，许多领域甚至实现了车间无人化。喷涂领域由于工件的复杂性、多样性和对操作工身体的伤害程度，推进无人化喷涂已刻不容缓。此专利方法旨在解决这一难题。
发明内容
本发明的目的是针对表面喷涂领域，提供一种能够快速精准喷涂的方法，利用喷涂机器人实现此方法，可以实现无人化自动喷涂。本发明的技术方案如下：
一种工件表面喷涂的方法，包括下列步骤：
(1)安装视觉扫描设备：在工件传送带的正上方，安装工业摄像机,镜头垂直向下照射；在工业摄像机水平方向、沿着工件传送线运动方向倾斜安装一字线性激光，保证一字线性激光在工业摄像机的视野中央。
(2)工件表面尺寸的测量，方法如下：
第一步，打开工业摄像机和一字线性激光，调整工业摄像机的位置和一字线性激光的方向。
第二步，计算固定高度下，工业摄像机拍照的图片和实际物理尺寸的转换比例。
第三步，对工业摄像机和一字线性激光进行基准线标定。
第四步，对喷涂机器人做位置标定，确定工业摄像机和喷涂机器人之间的坐标转换关系。
第五步，启动传送带，每运动固定的距离，给工业摄像机一个触发信号，工业摄像机拍照并发送图片至计算机进行工件尺寸的计算，方法如下：通过一字线性激光建立激光平面，将三维问题变为二维问题降维，由一字线性激光发生器产生一个激光平面，通过与该平面成一定角度布置的工业摄像机成像后，对图像进行二值化处理，得到被测物体与该激光线交线的图像，该激光平面与二维图像像素之间具有唯一的对应关系，通过标定实现该物体激光切线的三维空间尺寸的精确测量，测量过程中，把图像中激光线上的每个像素当做一个个体，运用以下的计算方法进行测量，然后把每个像素的计算结果整合，进而计算出工件的长宽高，以及工件表面的凹槽和凸起，完成整个工件测量：
设一字线性激光与工业摄像机之间的角度为θ，工件切割激光线的长度为L，产生偏移量为d，工件的高度为h，工件的长度为a，传送带每次运动距离b后给工业摄像机一个触发信号，触发N次后工件完全通过测量设备，则计算出工件的高度为h＝d/tanθ，工件的宽度即为产生偏移量的激光线长度L，工件的长度为：a＝N*b。
(3)生成可执行的机器人程序
在步骤(2)的基础上，已经获得工件的表面尺寸数据，结合所选择的喷涂参数、喷涂类型、喷涂方法，对喷涂机器人进行路径规划，并生成可被机器人执行的喷涂程序。
(4)执行工件喷涂程序
在步骤(3)的基础上，机器人自动读取生成的上位机软件生成的程序，并对工件进行喷涂。
附图说明
图1为工业摄像机和一字线性激光的安装位置图。
图2为被测物体切割一字线性激光的切割原理图。
具体实施方式
下面针对本发明及附图说明进行详细阐述。
(1)安装视觉扫描设备：附图1所示，在工件传送带的正上方，安装工业摄像机，镜头垂直向下；在工业摄像机水平方向、沿着工件传送带运动方向200mm的地方倾斜安装一字线性激光，一字线性激光发出激光线与传送带的运动方向垂直，并且激光线在相机视野的中间。
(2)工件表面尺寸的测量，方法如下：
第一步，打开工业摄像机和一字线性激光，调整工业摄像机的位置和一字线性激光的方向，保证摄像头垂直于传送带向下照射，一字线性激光发出的激光线垂直于传送带运动方向。
第二步，计算固定高度下工业摄像机拍照的图片和实际物理尺寸的转换比例。在传送带上面放置一张已知长和宽信息的标定纸，测量标定纸在相机视野内的像素数，像素数除以实际物理尺寸，得出每毫米尺寸所占的像素数，即为工业摄像机和实际物理尺寸的转换比例。
第三步，对工业摄像机和一字线性激光进行基准线标定。传送带静止状态下，记录一字线性激光发出的激光线在相机视野内的位置；取已知长宽高信息的标准长方体模块放置到相机视野内的激光线上，记录标准长方体上激光线相较于传送带上激光线的偏移量，通过偏移量和标准长方体的高度计算出工业摄像机和一字线性激光的安装角度θ，以后单个像素的计算物体高度为：h＝d/tanθ(被测物体切割激光线，产生的偏移量为d，被测物体的高度为h)。
第四步，，对喷涂机器人做位置标定，确定工业摄像机和喷涂机器人之间的坐标转换关系。放置标定板分别确定在工业摄像机视野内的位置坐标和喷涂机器人坐标系内的位置坐标，找到工业摄像机坐标系和喷涂机器人坐标系的对应关系。
第五步，启动传送带，每运动固定的距离，给工业摄像机一个触发信号，工业摄像机拍照并发送图片至计算机进行被测物体尺寸的计算。方法如下：此方法是通过一字线性激光建立激光平面，将三维问题变为二维问题降维进行解决。该技术的测量过程是由一个一字线性激光发生器产生一个激光平面，通过与该平面成一定角度布置的工业摄像机成像后，对图像进行二值化处理，得到被测物体与该激光线交线的图像，该激光平面与二维图像像素之间具有唯一的对应关系，通过标定可实现该物体激光切线的三维空间尺寸的精确测量。设一字线性激光与工业摄像机之间的角度为θ，被测物体切割激光线的长度为L，产生偏移量为S，被测物体的高度为H，被测物体的长度为a，传送带每次运动距离b给工业摄像机一个触发信号，触发N次被测物体完全通过测量设备，则可计算出被测物体的高度为H＝S/tanθ，被测物体的宽度即为产生偏移量的激光线长度L，被测物体的长度为：a＝N*b。物体测量过程，是把图像中激光线上的每个像素当做一个个体，运用以上的计算方法进行测量，然后把每个像素的计算结果整合，进而计算出工件的长宽高，以及工件表面的凹槽和凸起，完成整个工件测量。
(3)生成可执行的机器人程序
在步骤(2)的基础上，软件已经获得工件的表面尺寸数据，结合使用者选择的喷涂参数、喷涂类型、喷涂方法等要求，对机器人进行路径规划，并生成可被机器人执行的程序。
(4)执行工件喷涂程序
在步骤(3)的基础上，机器人自动读取生成的上位机软件生成的程序，并对工件进行喷涂。

Claims (1)

1.一种工件表面喷涂的方法，包括下列步骤：
(1)安装视觉扫描设备：在工件传送带的正上方，安装工业摄像机,镜头垂直向下照射；在工业摄像机水平方向、沿着工件传送线运动方向倾斜安装一字线性激光，保证一字线性激光在工业摄像机的视野中央；
(2)工件表面尺寸的测量，方法如下：
第一步，打开工业摄像机和一字线性激光，调整工业摄像机的位置和一字线性激光的方向；
第二步，计算固定高度下，工业摄像机拍照的图片和实际物理尺寸的转换比例；
第三步，对工业摄像机和一字线性激光进行基准线标定；
第四步，对喷涂机器人做位置标定，确定工业摄像机和喷涂机器人之间的坐标转换关系；
第五步，启动传送带，每运动固定的距离，给工业摄像机一个触发信号，工业摄像机拍照并发送图片至计算机进行工件尺寸的计算，方法如下：通过一字线性激光建立激光平面，将三维问题变为二维问题降维，由一字线性激光发生器产生一个激光平面，通过与该激光平面成一定角度布置的工业摄像机成像后，对图像进行二值化处理，得到被测物体与该激光平面相交的激光线的图像，该激光平面与二维图像像素之间具有唯一的对应关系，通过标定实现该物体激光切线的三维空间尺寸的精确测量，测量过程中，把图像中激光线上的每个像素当做一个个体，运用以下的计算方法进行测量，然后把每个像素的计算结果整合，进而计算出工件的长宽高，以及工件表面的凹槽和凸起，完成整个工件测量：
设一字线性激光与工业摄像机之间的角度为θ，工件切割激光线的长度为L，产生偏移量为d，工件的高度为h，工件的长度为a，传送带每次运动距离b后给工业摄像机一个触发信号，触发N次后工件完全通过测量设备，则计算出工件的高度为h＝d/tanθ，工件的宽度即为产生偏移量的激光线长度L，工件的长度为：a＝N*b；
(3)生成可执行的机器人程序
在步骤(2)的基础上，已经获得工件的表面尺寸数据，结合所选择的喷涂参数、喷涂类型、喷涂方法，对喷涂机器人进行路径规划，并生成可被机器人执行的喷涂程序；
(4)执行工件喷涂程序
在步骤(3)的基础上，机器人自动读取生成的上位机软件生成的程序，并对工件进行喷涂。
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