CN110434860B - 一种机器人自动喷涂方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动喷涂技术领域，具体涉及一种机器人自动喷涂方法及装置，应用于机器人自动喷涂系统，系统包括回转轨道、运行于回转轨道上的运输小车，回转轨道上设有图像采集区域和喷涂感应区域；运输小车设有喷涂台和驱动组件；首先实时检测运输小车是否到达图像采集区域，当检测到运输小车到达图像采集区域时，控制运输小车停止前行，并采集运输小车上的工件图像；进而将工件图像与本地图像进行比对，匹配工件图像对应的本地图像，将本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序；接着实时检测运输小车是否到达喷涂感应区域，当检测到运输小车到达喷涂感应区域时，根据待喷涂程序对工件进行喷涂作业，本发明节省人工成本，提高喷涂效率和准确度。

Description

一种机器人自动喷涂方法及装置

技术领域

本发明涉及自动喷涂技术领域，具体涉及一种机器人自动喷涂方法及装置。

背景技术

随着我国科技的蓬勃发展，机器视觉以及工业机器人的应用将变得越来越广泛，在工业机器人与机器视觉的相互结合下，能够使喷涂变得更加的智能。采用工业相机提取工件的纹理和轮廓来进行图像识别，从而为基于图像识别的自动喷涂提供了基础。

在喷涂行业中，为了便于自动化控制以及减少对操作人员的影响，一般通过喷涂机器人来进行喷涂操作。具体的，是在自动化控制的喷涂机械手的端部设置喷枪，再通过喷枪对待喷涂工件进行喷涂。

现有技术中，通常通过输送带将工件运输至待喷涂区域，采用工业机械臂对工件进行喷涂，然而传统的喷涂作业自动化程度还有待提高，往往需要人工时刻关注喷涂进度，并对工件或喷涂机器人进行适当调整，以满足喷涂需求，耗费人工成本，且喷涂效率和准确度低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，旨在节省人工成本，提高喷涂效率和准确度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种机器人自动喷涂方法，应用于一种机器人自动喷涂系统，所述系统包括回转轨道、运行于所述回转轨道上的运输小车；

所述回转轨道上设置有图像采集区域和喷涂感应区域；

所述运输小车设有喷涂台和驱动组件，所述喷涂台位于所述运输小车的顶部，且与水平面平行，所述喷涂台用于承载工件；

所述驱动组件包括第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述运输小车的车轮传动连接，所述第一伺服电机用于响应控制信号驱动运输小车水平运行；

所述方法包括：

实时检测运输小车是否到达所述图像采集区域，当检测到所述运输小车到达所述图像采集区域时，控制所述运输小车停止前行，并采集所述运输小车上的工件图像；

将所述工件图像与本地图像进行比对，匹配所述工件图像对应的本地图像，将所述本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序；

实时检测所述运输小车是否到达所述喷涂感应区域，当检测到所述运输小车到达所述喷涂感应区域时，根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业。

进一步，所述喷涂台其中一面垂直方向固定连接有旋转轴，所述旋转轴设置于所述运输小车的车体上；所述驱动组件还包括第二伺服电机，所述第二伺服电机用于响应控制指令驱动所述旋转轴旋转，从而带动所述喷涂台水平旋转；

所述采集所述运输小车上的工件图像的步骤包括：

获取采集工件图像的设定次数n，根据公式w＝360/n生成等分角度w，其中，n为正整数；

控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次水平旋转后，采集一张局部图像，共采集n张局部图像；

将n张所述局部图像作为所述运输小车上的工件图像。

进一步，所述将所述工件图像与本地图像进行比对，匹配所述工件图像对应的本地图像，将所述本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序的步骤包括：

将n张所述局部图像按先后顺序进行编号，分别将n张所述局部图像与本地图像进行比对，匹配每张所述局部图像对应的本地图像；

将所述本地图像关联的喷涂程序作为所述局部图像对应的子程序；

将n张所述局部图像对应的n个子程序按编号进行排序，将排序后的n个子程序作为待喷涂程序。

进一步，所述根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业包括：

调用编号排序最先的子程序对所述工件进行喷涂作业；

控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次旋转后，按编号排序调用下一个子程序对所述工件进行喷涂作业，共进行n次喷涂作业。

一种机器人自动喷涂装置，应用于一种机器人自动喷涂系统，所述系统包括回转轨道、运行于所述回转轨道上的运输小车；

所述回转轨道上设置有图像采集区域和喷涂感应区域；

所述运输小车设有喷涂台和驱动组件，所述喷涂台位于所述运输小车的顶部，且与水平面平行，所述喷涂台用于承载工件；

所述驱动组件包括第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述运输小车的车轮传动连接，所述第一伺服电机用于响应控制信号驱动运输小车水平运行；

所述装置包括：

工件图像采集模块，用于实时检测运输小车是否到达所述图像采集区域，当检测到所述运输小车到达所述图像采集区域时，控制所述运输小车停止前行，并采集所述运输小车上的工件图像；

喷涂程序生成模块，用于将所述工件图像与本地图像进行比对，匹配所述工件图像对应的本地图像，将所述本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序；

喷涂作业控制模块，用于实时检测所述运输小车是否到达所述喷涂感应区域，当检测到所述运输小车到达所述喷涂感应区域时，根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业。

进一步，所述喷涂台其中一面垂直方向固定连接有旋转轴，所述旋转轴设置于所述运输小车的车体上；所述驱动组件还包括第二伺服电机，所述第二伺服电机用于响应控制指令驱动所述旋转轴旋转，从而带动所述喷涂台水平旋转；

所述工件图像采集模块包括：

采集次数生成模块，用于获取采集工件图像的设定次数n，根据公式w＝360/n生成等分角度w，其中，n为正整数；

局部图像采集模块，用于控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次水平旋转后，采集一张局部图像，共采集n张局部图像；

工件图像生成模块，用于将n张所述局部图像作为所述运输小车上的工件图像。

进一步，所述喷涂程序生成模块包括：

局部图像匹配模块，用于将n张所述局部图像按先后顺序进行编号，分别将n张所述局部图像与本地图像进行比对，匹配每张所述局部图像对应的本地图像；

子程序生成模块，用于将所述本地图像关联的喷涂程序作为所述局部图像对应的子程序；

子程序排序模块，用于将n张所述局部图像对应的n个子程序按编号进行排序，将排序后的n个子程序作为待喷涂程序。

进一步，所述喷涂作业控制模块包括：

第一喷涂作业模块，用于调用编号排序最先的子程序对所述工件进行喷涂作业；

排序喷涂作业模块，用于控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次旋转后，按编号排序调用下一个子程序对所述工件进行喷涂作业，共进行n次喷涂作业。

本发明的有益效果是：本发明公开一种机器人自动喷涂方法及装置，应用于一种机器人自动喷涂系统，系统包括回转轨道、运行于所述回转轨道上的运输小车；回转轨道上设置有图像采集区域和喷涂感应区域；运输小车设有喷涂台和驱动组件；首先通过实时检测运输小车是否到达图像采集区域，当检测到运输小车到达图像采集区域时，控制运输小车停止前行，并采集运输小车上的工件图像；进而将工件图像与本地图像进行比对，匹配工件图像对应的本地图像，将本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序；接着实时检测运输小车是否到达喷涂感应区域，当检测到运输小车到达喷涂感应区域时，根据待喷涂程序对工件进行喷涂作业。本发明可以节省人工成本，提高喷涂效率和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种机器人自动喷涂系统的结构示意图；

图2是本发明实施例运输小车的结构示意图；

图3是本发明实施例一种机器人自动喷涂方法的流程示意图；

图4是本发明实施例步骤S100的流程示意图；

图5是本发明实施例步骤S200的流程示意图；

图6是本发明实施例步骤S300的流程示意图；

图7是本发明实施例一种机器人自动喷涂装置的结构示意图；

图8是本发明实施例工件图像采集模块的结构示意图；

图9是本发明实施例喷涂程序生成模块的结构示意图；

图10是本发明实施例喷涂作业控制模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1、图2和图3，本发明实施例提供一种机器人自动喷涂方法，应用于一种机器人自动喷涂系统，所述系统包括回转轨道200、运行于所述回转轨道200上的运输小车300；

所述回转轨道200上设置有图像采集区域210和喷涂感应区域220；

所述运输小车300设有喷涂台301和驱动组件，所述喷涂台301位于所述运输小车300的顶部，且与水平面平行，所述喷涂台301用于承载工件；

所述驱动组件包括第一伺服电机310，所述第一伺服电机310与所述运输小车300的车轮传动连接，所述第一伺服电机310用于响应控制信号驱动运输小车300水平运行；

所述方法包括：

步骤S100、实时检测运输小车是否到达所述图像采集区域，当检测到所述运输小车到达所述图像采集区域时，控制所述运输小车停止前行，并采集所述运输小车上的工件图像；

步骤S200、将所述工件图像与本地图像进行比对，匹配所述工件图像对应的本地图像，将所述本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序；

步骤S300、实时检测所述运输小车是否到达所述喷涂感应区域，当检测到所述运输小车到达所述喷涂感应区域时，根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业。

本实施例中，所述本地图像为已经存储在本地数据库中的图像，每张所述本地图像均关联有对应的喷涂程序。

在一个可选的实施例中，将所述回转轨道200划分为上下料区域201、喷涂区域202和干燥区域203，当所述运输小车300运行于上下料区域201时，将工件搬运至喷涂台301，或将工件从喷涂台301搬下来，当所述运输小车300运行于喷涂区域202时，对工件进行喷涂作业，当所述运输小车300运行于干燥区域203时，对工件进行干燥。将所述上下料区域201和喷涂区域202的交界线作为图像采集区域210，在图像采集区域210的延长线上设置图像采集设备400，将喷涂感应区域220设置于喷涂区域202，在喷涂感应区域220上设置喷涂传感器500，在喷涂感应区域220的延长线上设置喷涂机器人600。喷涂传感器500可以但不限于限位开关、光电开关。

使用时，通过所述运输小车300承载工件，沿所述回转轨道200运行至所述图像采集区域210，所述图像采集设备400采集所述工件的图像，进而匹配所述工件图像对应的喷涂程序，当检测到所述运输小车300到达所述喷涂感应区域220时，根据所述工件图像对应的喷涂程序进行喷涂作业。

通过所述第一伺服电机310驱动所述运输小车300水平运行。方便自动化的控制所述运输小车300水平运行。在喷涂过程中，无需人工参与，节省了人工成本，相比人工操作，自动化的喷涂系统具有更高的喷涂效率和准确度。

在一个改进的实施例中，所述喷涂台301其中一面垂直方向固定连接有旋转轴302，所述旋转轴302设置于所述运输小车300的车体上；所述驱动组件还包括第二伺服电机320，所述第二伺服电机320用于响应控制指令驱动所述旋转轴302旋转，从而带动所述喷涂台301水平旋转；

参考图4，所述步骤S100中采集所述运输小车上的工件图像包括：

步骤S110、获取采集工件图像的设定次数n，根据公式w＝360/n生成等分角度w，其中，n为正整数；

步骤S120、控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次水平旋转后，采集一张局部图像，共采集n张局部图像；

步骤S130、将n张所述局部图像作为所述运输小车上的工件图像。

在一个具体的实施例中，获取采集工件图像的设定次数为4次，则等分角度为90°，控制旋转轴302按设定间隔时间以等分角度90°进行一次旋转后，采集一张局部图像，进而再控制旋转轴302按设定间隔时间以等分角度90°进行一次旋转，采集一张局部图像，共采集4张局部图像，将4张所述局部图像作为所述运输小车300上的工件图像。

本实施例中，通过驱动所述旋转轴302旋转，从而带动所述喷涂台301水平旋转，所述喷涂台301上的工件也相应的水平旋转，从而可以采集4张不同水平角度的局部图像，无需人工对工件进行调整，提高了喷涂作业的效率和准确度。

通过单独设置的喷涂台301和旋转轴302对工件进行承载，可根据工件的型号更换喷涂台301和旋转轴302，适配多种型号的工件。

使用时，通过向所述第二伺服驱动器320发送控制指令，所述第二伺服驱动器320响应所述控制指令驱动所述旋转轴302旋转，从而带动所述喷涂台301水平旋转。方便自动化的控制所述工件水平旋转，无需人工操作。

参考图5，在一个改进的实施例中，所述步骤S200包括：

步骤S210、将n张所述局部图像按先后顺序进行编号，分别将n张所述局部图像与本地图像进行比对，匹配每张所述局部图像对应的本地图像；

步骤S220、将所述本地图像关联的喷涂程序作为所述局部图像对应的子程序；

步骤S230、将n张所述局部图像对应的n个子程序按编号进行排序，将排序后的n个子程序作为待喷涂程序。

本实施例中，通过对局部图像按先后顺序进行编号，将子程序按编号进行排序，从而建立局部图像和子程序的正确对应关系，无需人工参与校正，提高了自动化喷涂作业的效率和准确度。

参考图6，在一个改进的实施例中，所述步骤S300中根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业包括：

步骤S310、调用编号排序最先的子程序对所述工件进行喷涂作业；

步骤S320、控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次旋转后，按编号排序调用下一个子程序对所述工件进行喷涂作业，共进行n次喷涂作业。

首先调用编号排序最先的子程序对所述工件进行喷涂作业，确定了正确的喷涂作业起始点，再按编号排序调用下一个子程序对所述工件进行喷涂作业，从而建立有序的作业流程，无需人工参与校正，提高了自动化喷涂作业的效率和准确度。

参考图1、图2和图7，本实施例还一种机器人自动喷涂装置，应用于一种机器人自动喷涂系统，所述系统包括回转轨道200、运行于所述回转轨道200上的运输小车300；

所述回转轨道200上设置有图像采集区域210和喷涂感应区域220；

所述运输小车300设有喷涂台301和驱动组件，所述喷涂台301位于所述运输小车300的顶部，且与水平面平行，所述喷涂台301用于承载工件；

所述驱动组件包括第一伺服电机310，所述第一伺服电机310与所述运输小车300的车轮传动连接，所述第一伺服电机310用于响应控制信号驱动运输小车300水平运行；

所述装置包括：

工件图像采集模块1，用于实时检测运输小车是否到达所述图像采集区域，当检测到所述运输小车到达所述图像采集区域时，控制所述运输小车停止前行，并采集所述运输小车上的工件图像；

喷涂程序生成模块2，用于将所述工件图像与本地图像进行比对，匹配所述工件图像对应的本地图像，将所述本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序；

喷涂作业控制模块3，用于实时检测所述运输小车是否到达所述喷涂感应区域，当检测到所述运输小车到达所述喷涂感应区域时，根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业。

在一个改进的实施例中，所述喷涂台301其中一面垂直方向固定连接有旋转轴302，所述旋转轴302设置于所述运输小车300的车体上；所述驱动组件还包括第二伺服电机320，所述第二伺服电机320用于响应控制指令驱动所述旋转轴302旋转，从而带动所述喷涂台301水平旋转；

参考图8，所述工件图像采集模块1包括：

采集次数生成模块11，用于获取采集工件图像的设定次数n，根据公式w＝360/n生成等分角度w，其中，n为正整数；

局部图像采集模块12，用于控制旋转轴302按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴302以等分角度w完成一次水平旋转后，采集一张局部图像，共采集n张局部图像；

工件图像生成模块13，用于将n张所述局部图像作为所述运输小车300上的工件图像。

参考图9，在一个改进的实施例中，所述喷涂程序生成模块2包括：

局部图像匹配模块21，用于将n张所述局部图像按先后顺序进行编号，分别将n张所述局部图像与本地图像进行比对，匹配每张所述局部图像对应的本地图像；

子程序生成模块22，用于将所述本地图像关联的喷涂程序作为所述局部图像对应的子程序；

子程序排序模块23，用于将n张所述局部图像对应的n个子程序按编号进行排序，将排序后的n个子程序作为待喷涂程序。

参考图10，在一个改进的实施例中，所述喷涂作业控制模块3包括：

第一喷涂作业模块31，用于调用编号排序最先的子程序对所述工件进行喷涂作业；

排序喷涂作业模块32，用于控制旋转轴302按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴302以等分角度w完成一次旋转后，按编号排序调用下一个子程序对所述工件进行喷涂作业，共进行n次喷涂作业。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种机器人自动喷涂方法，应用于一种机器人自动喷涂系统，其特征在于，所述系统包括回转轨道、运行于所述回转轨道上的运输小车；

所述回转轨道上设置有图像采集区域和喷涂感应区域；

所述运输小车设有喷涂台和驱动组件，所述喷涂台位于所述运输小车的顶部，且与水平面平行，所述喷涂台用于承载工件；

所述驱动组件包括第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述运输小车的车轮传动连接，所述第一伺服电机用于响应控制信号驱动运输小车水平运行；

所述方法包括：

实时检测运输小车是否到达所述图像采集区域，当检测到所述运输小车到达所述图像采集区域时，控制所述运输小车停止前行，并采集所述运输小车上的工件图像；

将所述工件图像与本地图像进行比对，匹配所述工件图像对应的本地图像，将所述本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序；

实时检测所述运输小车是否到达所述喷涂感应区域，当检测到所述运输小车到达所述喷涂感应区域时，根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业；

其中，所述喷涂台其中一面垂直方向固定连接有旋转轴，所述旋转轴设置于所述运输小车的车体上；所述驱动组件还包括第二伺服电机，所述第二伺服电机用于响应控制指令驱动所述旋转轴旋转，从而带动所述喷涂台水平旋转；

所述采集所述运输小车上的工件图像的步骤包括：

获取采集工件图像的设定次数n，根据公式w＝360/n生成等分角度w，其中，n为正整数；

控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次水平旋转后，采集一张局部图像，共采集n张局部图像；

将n张所述局部图像作为所述运输小车上的工件图像；

其中，所述将所述工件图像与本地图像进行比对，匹配所述工件图像对应的本地图像，将所述本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序的步骤包括：

将n张所述局部图像按先后顺序进行编号，分别将n张所述局部图像与本地图像进行比对，匹配每张所述局部图像对应的本地图像；

将所述本地图像关联的喷涂程序作为所述局部图像对应的子程序；

将n张所述局部图像对应的n个子程序按编号进行排序，将排序后的n个子程序作为待喷涂程序。

2.根据权利要求1所述的一种机器人自动喷涂方法，其特征在于，所述根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业的步骤包括：

调用编号排序最先的子程序对所述工件进行喷涂作业；

控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次旋转后，按编号排序调用下一个子程序对所述工件进行喷涂作业，共进行n次喷涂作业。

3.一种机器人自动喷涂装置，应用于一种机器人自动喷涂系统，其特征在于，所述系统包括回转轨道、运行于所述回转轨道上的运输小车；

所述回转轨道上设置有图像采集区域和喷涂感应区域；

所述运输小车设有喷涂台和驱动组件，所述喷涂台位于所述运输小车的顶部，且与水平面平行，所述喷涂台用于承载工件；

所述驱动组件包括第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述运输小车的车轮传动连接，所述第一伺服电机用于响应控制信号驱动运输小车水平运行；

所述装置包括：

工件图像采集模块，用于实时检测运输小车是否到达所述图像采集区域，当检测到所述运输小车到达所述图像采集区域时，控制所述运输小车停止前行，并采集所述运输小车上的工件图像；

喷涂程序生成模块，用于将所述工件图像与本地图像进行比对，匹配所述工件图像对应的本地图像，将所述本地图像关联的喷涂程序作为待喷涂程序；

喷涂作业控制模块，用于实时检测所述运输小车是否到达所述喷涂感应区域，当检测到所述运输小车到达所述喷涂感应区域时，根据所述待喷涂程序对所述工件进行喷涂作业；

其中，所述喷涂台其中一面垂直方向固定连接有旋转轴，所述旋转轴设置于所述运输小车的车体上；所述驱动组件还包括第二伺服电机，所述第二伺服电机用于响应控制指令驱动所述旋转轴旋转，从而带动所述喷涂台水平旋转；

所述工件图像采集模块包括：

采集次数生成模块，用于获取采集工件图像的设定次数n，根据公式w＝360/n生成等分角度w，其中，n为正整数；

局部图像采集模块，用于控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次水平旋转后，采集一张局部图像，共采集n张局部图像；

工件图像生成模块，用于将n张所述局部图像作为所述运输小车上的工件图像；

其中，所述喷涂程序生成模块包括：

局部图像匹配模块，用于将n张所述局部图像按先后顺序进行编号，分别将n张所述局部图像与本地图像进行比对，匹配每张所述局部图像对应的本地图像；

子程序生成模块，用于将所述本地图像关联的喷涂程序作为所述局部图像对应的子程序；

子程序排序模块，用于将n张所述局部图像对应的n个子程序按编号进行排序，将排序后的n个子程序作为待喷涂程序。

4.根据权利要求3所述的一种机器人自动喷涂装置，其特征在于，所述喷涂作业控制模块包括：

第一喷涂作业模块，用于调用编号排序最先的子程序对所述工件进行喷涂作业；

排序喷涂作业模块，用于控制旋转轴按设定间隔时间以等分角度w进行旋转，当所述旋转轴以等分角度w完成一次旋转后，按编号排序调用下一个子程序对所述工件进行喷涂作业，共进行n次喷涂作业。

Images