CN110665707B - 一种自动喷涂机器人 - Google Patents

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Abstract

一种自动喷涂机器人，包括：喷涂装置，下端设置有滑动底座和环形轨道，滑动底座上端设置有喷涂臂，喷涂臂前端设置有喷头，喷头一侧设置有第一图像采集组件和测距组件；放置台，设置在环形轨道中心，下端设置有放置架，放置架上方设置有转动台，转动台一侧上方设置有第二图像采集组件，转动台上表面设置有坐标尺；控制装置，包括：图像接收模块，用于接收第一图像采集组件和第二图像采集组件采集的图像；图像分析模块，用于分析第一图像采集组件采集的图像是否符合标准喷涂图像；信息输入模块，用于输入工件三维建模信息；图像转化模块，用于将第二图像采集组件采集的图像转化为三维建模信息；路径规划模块，用于规划出喷涂路径。

Description

一种自动喷涂机器人
技术领域
本发明属于喷涂机器人技术领域，更具体地，涉及一种自动喷涂机器人。
背景技术
喷涂机器人又叫喷漆机器人，是可以进行喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。喷涂机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，可灵活运动。
现有喷涂机器人多数需要人工或半自动控制喷涂手臂移动对工件表面进行喷涂，自动化程度较低，并且喷涂过程中只能靠观察来判断喷涂进度和喷涂质量，喷涂时难以控制喷头与工件表面始终保持相同的距离，容易造成喷涂不均匀，难以保证喷涂质量。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种自动喷涂机器人，可以根据工件外形图像建立工件模型，规划喷涂路径，实现自动喷涂，也可以通过输入工件的模型数据，根据工件的模型数据自动喷涂，并且在喷涂过程中保持喷头与工件表面距离一致，喷涂后自动检测喷涂质量。
为了实现上述目的，本发明提供一种自动喷涂机器人，包括：
喷涂装置，所述喷涂装置下端设置有滑动底座，所述滑动底座下方滑动连接有环形轨道，所述滑动底座上端设置有喷涂臂，所述喷涂臂前端设置有喷头，所述喷头一侧设置有第一图像采集组件和测距组件；
放置台，设置在环形轨道中心，所述放置台下端设置有放置架，放置架上方设置有转动台，所述转动台一侧上方设置有第二图像采集组件，所述转动台上表面设置有坐标尺；
控制装置，包括：图像接收模块，用于接收第一图像采集组件和第二图像采集组件采集的图像；图像分析模块，用于分析第一图像采集组件采集的图像是否符合喷涂标准；信息输入模块，用于输入工件三维建模信息；图像转化模块，用于将第二图像采集组件采集的图像转化为三维建模信息；路径规划模块，用于根据工件三维建模信息规划出喷涂路径；喷涂控制模块，用于控制喷涂装置根据喷涂路径对工件进行喷涂，并且控制喷头与工件表面之间的距离。
可选地，所述滑动底座下侧设置有驱动轮，所述驱动轮与环形轨道相配合。
可选地，所述滑动底座内部设置有驱动组件，所述驱动组件与驱动轮传动连接。
可选地，所述喷涂臂中部设置有横向转动轴和纵向转动轴，所述喷涂臂内部设置有转向驱动组件。
可选地，所述喷涂臂内部设置有储料箱，所述储料箱一端连接有供料装置，所述供料装置一端连接有喷料装置。
可选地，所述喷料装置一端连接在喷头后端，所述喷料装置一端设置有压缩机。
可选地，所述第一图像采集组件包括第一摄像头，所述第一摄像头与图像接收模块电性连接，所述图像分析模块内设置有深度判定单元。
可选地，所述测距组件包括激光测距仪，所述激光测距仪与喷涂控制模块电性连接。
可选地，所述转动台下方连接有转动机构，所述转动机构固定在放置架上，转动机构包括伺服电机和传动组件。
可选地，所述第二图像采集组件包括安装架，所述安装架固定在放置架一侧，所述安装架上端连接有第二摄像头，所述第二摄像头与图像接收模块电性连接。
本发明提供一种自动喷涂机器人，其有益效果在于：通过设置第一图像采集组件可以采集工件表面喷涂情况图像，经过图像分析模块对比分析出该图像是否复合标注喷涂图像，实现喷涂质量的自动检测，保证喷涂质量；通过设置第二图像采集组件可以采集工件不同角度的图像，经过图像转化模块将图像转化为三维建模信息并通过路径规划模块规划喷涂路径，实现自动喷涂；信息输入模块还可以直接输入已有的工件三维建模信息，同样通过路径规划模块自动规划喷涂路径，使用十分方便；测距组件与喷涂控制组件的配合使用可以保证喷涂过程中喷头与工件表面的距离的一致性，提高喷涂质量。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种自动喷涂机器人的侧视结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种自动喷涂机器人的喷涂装置和放置台的俯视结构示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种自动喷涂机器人的控制装置的系统示意图。
附图标记说明：
1、喷涂装置；2、滑动底座；3、环形轨道；4、喷涂臂；5、喷头；6、第一图像采集组件；7、测距组件；8、放置台；9、放置架；10、转动台；11、第二图像采集组件；12、坐标尺；13、控制装置；14、图像接收模块；15、图像分析模块；16、信息输入模块；17、图像转化模块；18、路径规划模块；19、喷涂控制模块；20、驱动轮；21、驱动组件；22、横向转动轴；23、纵向转动轴；24、转向驱动组件；25、储料箱；26、供料装置；27、喷料装置；28、压缩机；29、第一摄像头；30、激光测距仪；31、转动机构；32、安装架；33、第二摄像头；34、深度判定单元。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明提供一种自动喷涂机器人，包括：
喷涂装置，所述喷涂装置下端设置有滑动底座，所述滑动底座下方滑动连接有环形轨道，所述滑动底座上端设置有喷涂臂，所述喷涂臂前端设置有喷头，所述喷头一侧设置有第一图像采集组件和测距组件；
放置台，设置在环形轨道中心，所述放置台下端设置有放置架，放置架上方设置有转动台，所述转动台一侧上方设置有第二图像采集组件，所述转动台上表面设置有坐标尺；
控制装置，包括：图像接收模块，用于接收第一图像采集组件和第二图像采集组件采集的图像；图像分析模块，用于分析第一图像采集组件采集的图像是否符合喷涂标准；信息输入模块，用于输入工件三维建模信息；图像转化模块，用于将第二图像采集组件采集的图像转化为三维建模信息；路径规划模块，用于根据工件三维建模信息规划出喷涂路径；喷涂控制模块，用于控制喷涂装置根据喷涂路径对工件进行喷涂，并且控制喷头与工件表面之间的距离。
具体的，滑动底座通过与环形轨道的配合带动喷涂臂沿环形轨道移动，可以实现对工件的全方位喷涂，第一图像采集组件可以采集工件表面的喷涂图像，以便通过图像分析模块分析工件表面的喷涂质量，测距组件可以测量喷头与工件表面之间的距离，进而通过喷涂控制组件控制该距离保持在一定范围内，第二图像采集组件可以采集转动台上放置的工件的外形图像，通过转动台的转动，采集不同方向不同角度的工件外形图像，以便通过图像转化模块将工件外形图像转化成三维建模信息，转动台上的坐标尺可以在工件外形图像上显示工件放置位置的坐标信息，提高三维建模信息的准确性，并且当使用工件现有的三维建模信息直接进行喷涂路径规划时，可以根据工件放置位置的坐标调整所输入的工件三维建模信息中工件与坐标系的相对位置，使用方便。
在一个示例中，所述滑动底座下侧设置有驱动轮，所述驱动轮与环形轨道相配合。
在一个示例中，所述滑动底座内部设置有驱动组件，所述驱动组件与驱动轮传动连接。
具体的，驱动组件可以驱动驱动轮转动，通过驱动轮与环形轨道的配合，实现滑动底座沿环形轨道绕环形轨道中心的放置台和工件移动，进而可以对工件全方位的喷涂。
在一个示例中，所述喷涂臂中部设置有横向转动轴和纵向转动轴，所述喷涂臂内部设置有转向驱动组件。
具体的，通过横向和纵向转动轴的设置，使得喷涂臂分为多段，每段之间可以实现横向或者纵向的转动，实现喷涂臂的弯折，使得喷涂臂可以适应喷涂不同位置和角度的工件表面，提高喷涂质量。
在一个示例中，所述喷涂臂内部设置有储料箱，所述储料箱一端连接有供料装置，所述供料装置一端连接有喷料装置。
在一个示例中，所述喷料装置一端连接在喷头后端，所述喷料装置一端设置有压缩机。
具体的，供料装置将油漆或涂料从储料箱抽至喷料装置内，同时压缩机将压缩空气输进喷料装置，油漆或涂料在喷料装置内充分混合后通过喷头喷出，实现对工件表面的喷涂。
在一个示例中，所述第一图像采集组件包括第一摄像头，所述第一摄像头与图像接收模块电性连接，所述图像分析模块内设置有深度判定单元。
具体的，第一摄像头可以采集工件表面的喷涂图像，通过图像分析模块将工件表面的喷涂图像与标准喷涂图像对比，判断工件表面喷涂图像与标准喷涂图像是否相符，图像分析模块内的深度判定单元可以判定单位面积内每个像素点的深度，通过分析像素点的深度规律、分布规律判断喷涂表面的平整度，进而判断漆面厚度的一致性，保证喷涂质量。
在一个示例中，所述测距组件包括激光测距仪，所述激光测距仪与喷涂控制模块电性连接。
在一个示例中，所述转动台下方连接有转动机构，所述转动机构固定在放置架上，转动机构包括伺服电机和传动组件。
具体的，伺服电机通过传动组件带动转动台转动，转动台带动工件转动，方便第二图像采集组件对工件从不同方向不同角度采集图像。
在一个示例中，所述第二图像采集组件包括安装架，所述安装架固定在放置架一侧，所述安装架上端连接有第二摄像头，所述第二摄像头与图像接收模块电性连接。
实施例
如图1至图3所示，本发明提供一种自动喷涂机器人，包括：
喷涂装置1，所述喷涂装置1下端设置有滑动底座2，所述滑动底座2下方滑动连接有环形轨道3，所述滑动底座2上端设置有喷涂臂4，所述喷涂臂4前端设置有喷头5，所述喷头5一侧设置有第一图像采集组件6和测距组件7；
放置台8，设置在环形轨道3中心，所述放置台8下端设置有放置架9，放置架9上方设置有转动台10，所述转动台10一侧上方设置有第二图像采集组件11，所述转动台10上表面设置有坐标尺12；
控制装置13，包括：图像接收模块14，用于接收第一图像采集组件和第二图像采集组件采集的图像；图像分析模块15，用于分析第一图像采集组件采集的图像是否符合喷涂标准；信息输入模块16，用于输入工件三维建模信息；图像转化模块17，用于将第二图像采集组件采集的图像转化为三维建模信息；路径规划模块18，用于根据工件三维建模信息规划出喷涂路径；喷涂控制模块19，用于控制喷涂装置根据喷涂路径对工件进行喷涂，并且控制喷头与工件表面之间的距离。
在本实施例中，所述滑动底座2下侧设置有驱动轮20，所述驱动轮20与环形轨道3相配合。
在本实施例中，所述滑动底座2内部设置有驱动组件21，所述驱动组件21与驱动轮20传动连接。
在本实施例中，所述喷涂臂4中部设置有横向转动轴22和纵向转动轴23，所述喷涂臂4内部设置有转向驱动组件24。
在本实施例中，所述喷涂臂4内部设置有储料箱25，所述储料箱25一端连接有供料装置26，所述供料装置26一端连接有喷料装置27。
在本实施例中，所述喷料装置27一端连接在喷头5后端，所述喷料装置27一端设置有压缩机28。
在本实施例中，所述第一图像采集组件6包括第一摄像头29，所述第一摄像头29与图像接收模块15电性连接，所述图像分析模块15内设置有深度判定单元34。
在本实施例中，所述测距组件7包括激光测距仪30，所述激光测距仪30与喷涂控制模块19电性连接。
在本实施例中，所述转动台10下方连接有转动机构31，所述转动机构31固定在放置架9上，转动机构31包括伺服电机和传动组件。
在本实施例中，所述第二图像采集组件11包括安装架32，所述安装架32固定在放置架9一侧，所述安装架32上端连接有第二摄像头33，所述第二摄像头33与图像接收模块14电性连接。
综上所述，本发明提供的自动喷涂机器人使用时，将工件放置在转动台上10，开启第二图像采集组件11采集工件外形图像，转动台10通过其下方的转动机构31带动工件转动，使得第二图像采集组件11可以采集不同方向不同角度的工件的外形图像并将工件外形图像输送至图像接收模块14内，图像转化模块17提取工件外形图像并将其转化为三维建模信息并将工件的三维建模信息输送至路径规划模块18，路径规划模块18根据工件三维建模信息规划出喷涂路径；此时喷涂控制模块19根据喷涂路径控制喷涂装置对工件表面进行喷涂。
喷涂装置利用滑动底座2与环形轨道3的配合带动喷涂臂4绕工件转动，喷涂臂4通过横向转动轴22和纵向转动轴23可以实现横向和纵向的弯折，实现对工件的全方位喷涂。在喷涂过程中，喷头5一侧的第一图像采集组件6可以采集喷涂后工件表面的图像并通过图像分析模块15分析此时工件表面的喷涂情况是否复合喷涂标注要求，实现喷涂质量的自动检测。另外，在喷涂过程中喷头5一侧的测距组件7实时测量喷头5与工件表面之间的距离，通过喷涂控制模块19调整喷头5位置，保证喷涂过程中喷头5与工件表面距离的一致性，提高喷涂质量。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种自动喷涂机器人，其特征在于，该喷涂机器人包括：
喷涂装置，所述喷涂装置下端设置有滑动底座，所述滑动底座下方滑动连接有环形轨道，所述滑动底座上端设置有喷涂臂，所述喷涂臂前端设置有喷头，所述喷头一侧设置有第一图像采集组件和测距组件；
放置台，设置在环形轨道中心，所述放置台下端设置有放置架，放置架上方设置有转动台，所述转动台一侧上方设置有第二图像采集组件，所述转动台上表面设置有坐标尺；
控制装置，包括：图像接收模块，用于接收第一图像采集组件和第二图像采集组件采集的图像；图像分析模块，用于分析第一图像采集组件采集的图像是否符合喷涂标准；信息输入模块，用于输入工件三维建模信息；图像转化模块，用于将第二图像采集组件采集的图像转化为三维建模信息；路径规划模块，用于根据工件三维建模信息规划出喷涂路径；喷涂控制模块，用于控制喷涂装置根据喷涂路径对工件进行喷涂，并且控制喷头与工件表面之间的距离；
所述坐标尺用于在所述第二图像采集组件采集的图像上显示坐标信息并显示工件放置位置的坐标，当使用已有工件的三维建模信息直接进行喷涂路径规划时，能够根据工件放置位置的坐标调整所输入的工件三维建模信息中工件与坐标系的相对位置；
所述信息输入模块用于输入已有工件三维建模信息；
所述第一图像采集组件包括第一摄像头，所述第一摄像头与图像接收模块电性连接，所述图像分析模块内设置有深度判定单元，所述深度判定单元可以判定单位面积内每个像素点的深度，通过分析像素点的深度规律、分布规律判断喷涂表面的平整度，进而判断漆面厚度的一致性。
2.根据权利要求1所述的一种自动喷涂机器人，其特征在于，所述滑动底座下侧设置有驱动轮，所述驱动轮与环形轨道相配合。
3.根据权利要求2所述的一种自动喷涂机器人，其特征在于，所述滑动底座内部设置有驱动组件，所述驱动组件与驱动轮传动连接。
4.根据权利要求1所述的一种自动喷涂机器人，其特征在于，所述喷涂臂中部设置有横向转动轴和纵向转动轴，所述喷涂臂内部设置有转向驱动组件。
5.根据权利要求4所述的一种自动喷涂机器人，其特征在于，所述喷涂臂内部设置有储料箱，所述储料箱一端连接有供料装置，所述供料装置一端连接有喷料装置。
6.根据权利要求5所述的一种自动喷涂机器人，其特征在于，所述喷料装置一端连接在喷头后端，所述喷料装置一端设置有压缩机。
7.根据权利要求1所述的一种自动喷涂机器人，其特征在于，所述测距组件包括激光测距仪，所述激光测距仪与喷涂控制模块电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种自动喷涂机器人，其特征在于，所述转动台下方连接有转动机构，所述转动机构固定在放置架上，转动机构包括伺服电机和传动组件。
9.根据权利要求1所述的一种自动喷涂机器人，其特征在于，所述第二图像采集组件包括安装架，所述安装架固定在放置架一侧，所述安装架上端连接有第二摄像头，所述第二摄像头与图像接收模块电性连接。
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