CN112827771B - 一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法及装置，包括获取机械臂的伸展区，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂上的喷嘴的有效喷涂的重叠区域，获取重叠区域的中垂面；检测工件的当前姿态，获取工件的立体轮廓，调整立体轮廓的基础姿态至当前姿态，形成喷涂模型；将喷涂模型与中垂面匹配，根据中垂面位于喷涂模型上的位置在喷涂模型上划分边界区域；机械臂引导喷嘴根据回避规则在边界区域内进行自动化喷涂作业，当完成边界区域内的自动化喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业。本发明能够同时控制多个机械臂引导喷嘴对工件进行喷涂，自动回避冲突区域、重叠区域，提升喷涂效率，减少涂料浪费。

Description

一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及自动喷涂技术领域，特别是涉及一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法及装置。

背景技术

大型工件在进行喷涂时，单个机械臂的工作范围已经不能完全覆盖整个工件，部分区域会出现缺漏，同时使用单个机械臂进行喷涂会降低喷涂效率，一般对称设置两个机械臂对喷涂进行引导操作，能够提高喷涂效率，但双枪喷涂或多枪喷涂时，每个机械臂的工作范围存在重叠，重复对重叠区域进行多次喷涂，在浪费涂料的同时，还降低了喷涂效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法及装置，能够同时控制多个机械臂引导喷嘴对工件进行喷涂，自动回避冲突区域、重叠区域，不进行重复性覆盖喷涂，提升喷涂效率，减少涂料浪费。

根据本发明的第一方面，提出一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法，包括：

获取机械臂的伸展区，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂上的喷嘴的有效喷涂的重叠区域，获取所述重叠区域的中垂面；

检测工件的当前姿态，获取工件的立体轮廓，调整所述立体轮廓的基础姿态至所述当前姿态，形成喷涂模型；

将所述喷涂模型与所述中垂面匹配，根据所述中垂面位于所述喷涂模型上的位置在喷涂模型上划分边界区域；

所述机械臂引导喷嘴根据回避规则在所述边界区域内进行自动化喷涂作业，当完成所述边界区域内的自动化喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业。

进一步的，获取机械臂的伸展区，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂上的喷嘴的有效喷涂的重叠区域，获取所述重叠区域的中垂面，具体包括：

根据机械臂的旋转、弯折、伸展范围计算出机械臂的伸展区，将两个机械臂以运输轨道为中心对称设置于运输轨道的两侧，同时对运输轨道下的吊装工件进行喷涂作业；

根据机械臂的伸展区计算机械臂的喷嘴的有效喷涂区域，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂的喷嘴的有效喷涂区域的重叠区域；

获取所述重叠区域沿所述运输轨道运行方向的中垂面；

在喷嘴及其引导机械臂不改变位置的情况下，所述中垂面的位置始终固定。

进一步的，检测工件的当前姿态，获取工件的立体轮廓，调整所述立体轮廓的基础姿态至所述当前姿态，形成喷涂模型，具体包括：

预定义工件立体轮廓的基础姿态；

检测运输轨道下吊装的工件的当前姿态，当前姿态所包含的参数信息包括工件的高度、偏转角度、吊装位置；

识别工件的类型，根据工件的类型获取工件的立体轮廓，当前立体轮廓的姿态为基础姿态；

计算当前姿态与基础姿态的偏移量，根据所述偏移量调整所述立体轮廓的基础姿态至当前姿态；

获取工件的喷涂面，将所述喷涂面同步至所述喷涂模型上，从而形成用以设计制定喷涂轨迹的喷涂模型。

进一步的，将所述喷涂模型与所述中垂面匹配，根据所述中垂面位于所述喷涂模型上的位置在喷涂模型上划分边界区域，具体包括：

根据工件在运输轨道下的吊装位置将所述中垂面与所述喷涂模型进行匹配，获取所述喷涂模型与所述中垂面的相对位置；

根据所述喷涂模型上所述中垂面的位置，以所述中垂面为中心在喷涂模型上进行边界区域的划分。

进一步的，所述边界区域包括左边界区、右边界区，所述左边界区以所述中垂面为起点向左延伸至所述重叠区域的左边界、所述右边界区以所述中垂面为起点向右延伸至所述重叠区域的右边界。

进一步的，在所述机械臂引导喷嘴根据回避规则在所述边界区域内进行自动化喷涂作业之前，还包括边界区域内喷涂模型结构的喷涂面的类型区分：

在完成边界区域的划分之后，获取边界区域内的喷涂模型的喷涂面；

判断所述喷涂面的结构类型；

若所述喷涂面的结构类型为平面结构，则选择所述回避规则中的同位回避方案进行边界区域内的自动化喷涂作业；

若所述喷涂面的结构类型为非平面结构，则选择所述回避规则中的异位回避方案进行边界区域内的自动化喷涂作业；

若所述喷涂面的结构同时包括平面结构和非平面结构，则在平面结构区域选择同位回避方案，在非平面结构区域选择异位回避方案，且执行所述平面结构区域的同位回避方案进行自动化喷涂作业，再执行非平面结构区域的异位回避方案进行自动化喷涂作业。

进一步的，所述回避规则包括同位回避方案，具体包括：

所述同位回避方案适用于平面结构的喷涂模型；

当检测到所述机械臂引导的喷嘴进入到边界区域内时，将喷嘴在单位时间内的喷涂量减半，所述机械臂的引导速度不变；

根据所述边界区域内的喷涂模型的结构，对两个喷嘴制定同位喷涂轨迹；使得两个喷嘴对同一位置进行同步喷涂；

所述制定同位喷涂轨迹具体包括：

S11：预定义喷嘴的喷涂有效面积，所述喷嘴包括左喷嘴、右喷嘴；

S12：调整左喷嘴或右喷嘴与喷涂面之间的间距、相对角度，将左喷嘴的喷涂有效面积与右喷嘴的喷涂有效面积重叠设置，形成同位区块；

S13：将多个所述同位区块完全覆盖所述边界区域的喷涂面，依次将每个所述同位区块串联并标记时间线，形成同位喷涂轨迹，所述同位喷涂轨迹适用于平面结构的喷涂模型；

S14：通过机械臂引导所述喷嘴根据所述同位喷涂轨迹执行边界区域内的自动化喷涂作业。

进一步的，所述回避规则还包括异位回避方案，具体包括：

所述异位回避方案适用于非平面结构的喷涂模型；

根据左边界区内的喷涂模型结构制定左位喷涂轨迹，根据右边界区内的喷涂模型结构制定右位喷涂轨迹，左位喷涂轨迹与右位喷涂轨迹共同组成异位喷涂轨迹，所述异位喷涂轨迹适用于非平面结构的喷涂模型；

所述制定左位喷涂轨迹或右位喷涂轨迹具体包括：

S21：预定义缓冲时间，预定义喷嘴的喷涂有效面积，所述有效面积大小可调整，所述喷嘴包括左喷嘴、右喷嘴；

S22：根据左边界区或右边界区内喷涂模型的结构的喷涂面调整所述喷嘴的喷涂有效面积的大小，形成异位区块；

S23：将多个异位区块完全覆盖所述左边界区或右边界区内的喷涂面，依次将每个所述异位区块串联并标记时间线，形成左位喷涂轨迹或右位喷涂轨迹，所述左位喷涂轨迹或右位喷涂轨迹适用于非平面结构的喷涂模型；

S24：通过机械臂引导左喷嘴根据所述左位喷涂轨迹执行左边界区内的自动化喷涂作业、通过机械臂引导右喷嘴根据所述右位喷涂轨迹执行右边界区内的自动化喷涂作业；

S25：检测所述左喷嘴及其引导机械臂的当前左伸展区并计算下一异位区块所需的左预展区，检测所述右喷嘴及其引导机械臂的当前右伸展区并计算下一异位区块所需的右预展区，判断所述左预展区与所述右预展区在同一时间线是否存在冲突域；

S26：若存在冲突域，则判断当前左伸展区与右预展区在下一时间线是否存在左干扰域：

若存在左干扰域，则左喷嘴及其引导机械臂转动至所述干扰域之外并暂停一个缓冲时间，右喷嘴及其引导机械臂继续执行自动化喷涂作业；

若不存在左干扰域，则暂停左喷嘴及其引导机械臂一个缓冲时间，右喷嘴及其引导机械臂继续执行自动化喷涂作业；

返回步骤S25直至完成边界区域的自动化喷涂作业；

S27：若不存在冲突域，则继续执行自动化喷涂作业；

返回步骤S25直至完成边界区域的自动化喷涂作业。

进一步的，当完成所述边界区域内的自动化喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业，具体包括：

当完成边界区域的自动化喷涂作业之后，左喷嘴、右喷嘴分别负责所述边界区域两侧的非边界区域的自动化喷涂作业，所述非边界区域包括左分区、右分区；

所述右喷嘴负责左分区内的自动化喷涂作业，所述右喷嘴负责右分区内的自动化喷涂作业；

当所述左喷嘴在所述左分区内进行喷涂作业时、所述右喷嘴在所述右分区内机械能喷涂作业时，所述左喷嘴及其引导机械臂的左伸展区与所述右喷嘴及其引导机械臂的右伸展区不在产生冲突。

根据本发明的第二方面，提供了一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制装置，包括：

数据获取模块：获取机械臂的伸展区，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂上的喷嘴的有效喷涂的重叠区域，获取所述重叠区域的中垂面；

模型处理模块：检测工件的当前姿态，获取工件的立体轮廓，调整所述立体轮廓的基础姿态至所述当前姿态，形成喷涂模型；

边界划分模块：将所述喷涂模型与所述中垂面匹配，根据所述中垂面位于所述喷涂模型上的位置在喷涂模型上划分边界区域；

喷涂回避模块：所述机械臂引导喷嘴根据回避规则在所述边界区域内进行自动化喷涂作业，当完成所述边界区域内的自动化喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业。

本发明的第三方面，还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项的所述方法步骤。

本发明的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项的所述方法步骤。

本发明的有益效果为：

1. 本发明提供了一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法及装置，通过对重叠区域的分化选择，进行回避喷涂，多个机械臂的引导轨迹不产生冲突，同时进行喷涂，提高作业效率；对重叠区域内的工件结构，进行独立化设计、制定喷涂轨迹，能够精确进行喷涂，自动选择性回避，排除相互性干扰。

2.自动识别工件的类型，获取立体轮廓结构图，并与实际工件进行姿态同步、与中垂面进行匹配，高度还原工件的必要信息；将工件的喷涂面同步至立体轮廓上，从而形成喷涂模型，根据喷涂模型设计、制定对应的喷涂轨迹和方案。

3.适用于平面结构的工件，可以设置同位回避，两个喷嘴降低（减半）单位时间的喷涂量，两个喷嘴对同一区域进行同步喷涂，通过调整喷嘴与喷涂面的相对角度、距离，实现有效喷涂面积的重叠归一化，在平面结构的工件上进行喷涂，相互之间不产生干扰。

4.适用于非平面结构的工件，可以设置异位回避，对两个喷嘴及其引导机械臂进行独立设计喷涂轨迹，预算下一时间线的干扰域，自动回避干扰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例的一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制装置的模块化框图；

图3为本发明实施例提供的一种多枪喷涂系统的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种工件的喷涂模型的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种平面结构的同位区块喷涂的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种非平面结构的异位区块喷涂的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，在不付出创在性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。另，设计方位的属于仅表示各部件间的相对位置关系，而不是绝对位置关系。

根据本发明的第一方面，提供了一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法的流程图，如图1所示，包括：

步骤S101：获取机械臂的伸展区，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂上的喷嘴的有效喷涂的重叠区域，获取重叠区域的中垂面。

本发明的实施例中，请参阅图3，为了提高中型、大型工件的喷涂效率，可以在工件的两侧设置多个机械臂引导喷嘴进行自动化喷涂作业，为了能够将工件的各个喷涂面均喷涂到位，机械臂的伸展空间之间设置有重叠，引导喷嘴进行喷涂时，存在重叠区域，可以取重叠区域的中垂面作为分界线，对工件进行分区喷涂处理。

可以理解的是，在喷嘴及其引导机械臂不改变位置的情况下，中垂面的位置始终固定，中垂面走向可以沿工件的运输轨道的运行方向设置，将工件分为左、右两部分，左侧的喷嘴及其引导机械臂负责左边的部分，右侧的喷嘴及其引导机械臂负责右边的部分。

本发明的实施例中，中垂面的确定具体包括：

根据机械臂的旋转、弯折、伸展范围计算出机械臂的伸展区，将两个机械臂以运输轨道为中心对称设置于运输轨道的两侧，同时对运输轨道下的吊装工件进行喷涂作业；可以理解的是，机械臂伸展区受到机械臂的多节躯干的旋转、弯折、伸展范围的限制，可以通过模拟实验计算出机械臂的伸展区；可以将两个相同的机械臂以运输轨道为对称中心对称设于运输轨道的两侧，当吊挂工件进入到喷涂区域时，两个机械臂同时引导喷嘴对工件进行自动化喷涂作业。

根据机械臂的伸展区计算机械臂的喷嘴的有效喷涂区域，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂的喷嘴的有效喷涂区域的重叠区域；可以理解的是，两个对称设置机械臂的伸展区之间存在重叠区，机械臂上的喷嘴的有效喷涂区域同样存在重叠区域，可以根据两个机械臂之间的相对距离，计算出喷嘴的有效喷涂区域的重叠区域，对重叠区域内的工件结构的喷涂面的喷涂轨迹进行特殊化处理，自动回避干扰，提高喷涂效率。

获取所述重叠区域沿所述运输轨道运行方向的中垂面；重叠区域具备多个中垂面，可以选择沿运输轨道运行方向的中垂面，使得运输轨道下吊装的工件被中垂面能够分为较为均匀的两个部分，平均化两侧机械臂的工作量。

可以理解的是，对于规则、对称型的工件，不考虑工件吊挂倾斜的情况下，沿运输轨道运行方向的中垂面能够将工件划分为对称型的两个部分，左侧的喷嘴及其机械臂的轨迹喷涂工作量与右侧的喷嘴及其机械臂的轨迹喷嘴工作量基本相同，耗时也基本相同，能够最大限度的平衡工作量，提高喷涂效率。

本发明的实施例中，重叠区域的中垂面与运输轨道的相对位置在确定机械臂的安装位置后，也已经固定，使得中垂面与机械臂、运输轨道之间的相对位置都是稳定的。工件通过吊装组件与运输轨道进行吊挂，可以通过工件的吊装位置确定工件在运输轨道的运行位置，进一步的判断工件是否进入到喷涂区域。

可以理解的是，在工件的喷涂区域，运输轨道应为直线型轨道，避免工件因运输轨道的偏移，而产生的较大位置偏移，不利于自动化喷涂、不利于简化喷涂轨迹。因此，选取重叠区域的中垂面时，可以选取仅与此部分直线型的轨道的运行方向一致的中垂面，其他位置的运输轨道的运行方向不予考虑。

步骤S102：检测工件的当前姿态，获取工件的立体轮廓，调整立体轮廓的基础姿态至当前姿态，形成喷涂模型。

本发明的实施例中，工件吊装在运输轨道的下方，其姿态在运行时，与实验模型可能存在一定的偏差，会影响喷涂的效果，因此，根据实验模型设计、制定的轨迹喷涂方案在使用时，需要与工件的当前姿态进行对比，优化轨迹喷涂方案，提高喷涂质量。

本发明的实施例中，喷涂模型的确定具体包括：

预定义工件立体轮廓的基础姿态；预先设置工件的立体轮廓，并确定一个原始的基础姿态，用以对比每个工件的实际姿态，即当前姿态。

检测运输轨道下吊装的工件的当前姿态，当前姿态所包含的参数信息包括工件的高度、偏转角度、吊装位置；可以理解的是，在工件进入到喷涂区域进行喷涂之前，可以先检测当前工件的当前姿态，工件姿态的参数信息至少包括工件的高度、偏转角度、吊装位置，其中，工件的高度可以确定轨迹喷涂的起始位置的高度，偏转角度可以用以对比基础姿态，吊装位置可以用以确定工件的运行位置、与中垂面的结合关系。

识别工件的类型，根据工件的类型获取工件的立体轮廓，当前立体轮廓的姿态为基础姿态；可以理解的是，在工件进入到喷涂区域进行喷涂之前，可以识别工件的类型，根据工件的类型获取对应工件的立体轮廓，此时，立体轮廓的姿态为基础姿态。

计算当前姿态与基础姿态的偏移量，根据所述偏移量调整所述立体轮廓的基础姿态至当前姿态；可以理解的是，可以根据当前姿态的各参数信息与基础姿态的各参数信息进行对比计算，从而获取偏移量，根据偏移量调整立体轮廓的基础姿态至当前姿态，从而获取能够精确反映实际工件姿态信息的工件模型。

获取工件的喷涂面，将所述喷涂面同步至所述喷涂模型上，从而形成用以设计制定喷涂轨迹的喷涂模型；可以理解的是，可以将工件上需要进行喷涂的结构表面定义为喷涂面，将该类型的工件的喷涂面全部同步更新至立体轮廓（工件模型）上，从而形成用以设计、制定喷涂轨迹的喷涂模型。

本发明的实施例中，调整实验模型与实际工件至同步状态，形成与实际工件姿态相同的喷涂模型，对喷涂模型进行边界区域的划分，对边界区域内的喷涂模型的结构进行回避喷涂方案的制定。

步骤S103：将喷涂模型与中垂面匹配，根据中垂面位于喷涂模型上的位置在喷涂模型上划分边界区域。

本发明的实施例中，吊装组件与运输轨道的位置固定，工件与吊装组件可以通过吊丝进行吊接，改变吊丝的长度即可改变工件与吊装组件之间的相对位置，使得工件与吊装组件的相对位置能够通过吊丝的长度、吊接的位置确定。可以理解的是，吊装位置所包含的参数中，可以包括吊装组件与运输轨道的位置、吊丝长度等，使得吊装位置能够反映出工件与运输轨道间的相对位置关系。

本发明的实施例中，喷涂模型上的边界区域的划分具体包括：

根据工件在运输轨道下的吊装位置将所述中垂面与所述喷涂模型进行匹配，获取所述喷涂模型与所述中垂面的相对位置；可以理解的是，中垂面与喷涂模型之间的相对位置可以根据工件的吊装位置确定，吊装组件的与运输轨道的位置确定，工件与吊装组件的相对位置确定，中垂线与运输轨道的相对位置确定，使得喷涂模型与中垂线匹配之后，能够准确的反应出实际工件和中垂线间的位置关系，可以根据中垂面的位置对喷涂模型进行边界划分。

根据所述喷涂模型上所述中垂面的位置，以所述中垂面为中心在喷涂模型上进行边界区域的划分；可以理解的是，中垂线与喷涂模型匹配之后，可以根据喷涂模型上中垂面的位置进行边界区域的划分，可以将中垂面作为边界区域的中心、分界线在喷涂模型上进行区域划分。

本发明的实施例中，请参阅图4，以中垂面为分界线向两侧延伸，划分边界区域，边界区域应始终处于重叠区域内，可以与重叠区域相同大小，具体表现为：边界区域可以分为左边界区、右边界区，左边界区可以将喷涂模型上的所述中垂面作为起点，向左延伸至重叠区域的左边界；右边界区可以将喷涂模型上的所述中垂面作为起点，向右延伸至重叠区域的右边界。

步骤S104：机械臂引导喷嘴根据回避规则在边界区域内进行自动化喷涂作业，当完成边界区域内的自动化喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业。

本发明的实施例中，在所述机械臂引导喷嘴根据回避规则在所述边界区域内进行自动化喷涂作业之前，还包括边界区域内喷涂模型结构的喷涂面的类型区分：

在完成边界区域的划分之后，获取边界区域内的喷涂模型的喷涂面；

判断所述喷涂面的结构类型；

若所述喷涂面的结构类型为平面结构，则选择所述回避规则中的同位回避方案进行边界区域内的自动化喷涂作业；

若所述喷涂面的结构类型为非平面结构，则选择所述回避规则中的异位回避方案进行边界区域内的自动化喷涂作业；

若所述喷涂面的结构同时包括平面结构和非平面结构，则在平面结构区域选择同位回避方案，在非平面结构区域选择异位回避方案，且执行所述平面结构区域的同位回避方案进行自动化喷涂作业，再执行非平面结构区域的异位回避方案进行自动化喷涂作业。

基于上述方法步骤，在制定回避规则时，可以根据喷涂面的结构类型制定同位回避策略和异位回避策略，其中，同位回避策略适用于平面结构的喷涂面，异位回避策略适用于非平面结构的喷涂面。

本发明实施例中，平面结构为平整的喷涂面，不含立体结构，喷嘴可以直接进行喷涂即可，不需要额外调整角度及方向，如图5中所示；非平面结构为包含立体结构的喷涂面，喷嘴需要额外调整角度及方向才能够将喷涂面完全喷涂，如图6中所示。

本发明实施例中，回避规则可以包括同位回避方案，具体为：

所述同位回避方案适用于平面结构的喷涂模型。

当检测到所述机械臂引导的喷嘴进入到边界区域内时，将喷嘴在单位时间内的喷涂量减半，所述机械臂的引导速度不变；可以理解的是，喷嘴及其引导机械臂在进入到边界区域时，则控制喷嘴的单位时间的喷涂量，可以减半处理，但机械臂的引导速度不做改变，使得单一机械臂上的喷嘴对其喷涂位置的喷涂量仅有一半；设置两个喷嘴对同一位置进行喷涂，即可完成该位置的喷涂作业，符合喷涂标准。

根据所述边界区域内的喷涂模型的结构，对两个喷嘴制定同位喷涂轨迹；使得两个喷嘴对同一位置进行同步喷涂；可以理解的是，两个喷嘴极其引导机械臂的喷涂作业可以同时进行，对同一位置，从不同的方向进行喷涂，且有效喷涂面积相同。

所述制定同位喷涂轨迹具体包括：

S11：预定义喷嘴的喷涂有效面积，所述喷嘴包括左喷嘴、右喷嘴；

S12：调整左喷嘴或右喷嘴与喷涂面之间的间距、相对角度，将左喷嘴的喷涂有效面积与右喷嘴的喷涂有效面积重叠设置，形成同位区块；

S13：将多个所述同位区块完全覆盖所述边界区域的喷涂面，依次将每个所述同位区块串联并标记时间线，形成同位喷涂轨迹，所述同位喷涂轨迹适用于平面结构的喷涂模型；

S14：通过机械臂引导所述喷嘴根据所述同位喷涂轨迹执行边界区域内的自动化喷涂作业。

本发明的实施例中，同位回避策略中，可以预设置一个喷涂有效面积，来确定喷嘴与喷涂面之间的参数，有效面积的大小可以为喷嘴的最大可行的有效面积，每个喷嘴的单位时间的喷涂量，可以根据实际喷涂效果进行调整，使得两个喷嘴的喷涂区域重叠之后，能够形成符合标准的喷涂效果；可以理解的是，本实施例中的喷涂量减半为喷嘴的有效喷涂量，不是涂料的质量。

本发明的实施例中，同位回避策略中，重叠设置的喷涂有效面积，可以定义为同位区块，根据同位区块在喷涂模型上的覆盖效果，进行设计、制定喷涂轨迹，选择耗时最短的喷涂轨迹作为同位喷涂轨迹即可。可以理解的是，同位喷涂轨迹在进行执行时，两个喷嘴的起始时间可以相同，也可以不相同（可以存在一定的间隔时延），确保喷涂位置相同即可。

喷涂轨迹在进行制定完成之后，机械臂则可以根据同位喷涂轨迹引导其上的喷嘴对边界区域内的喷涂面进场自动化喷涂作业。两侧的机械臂可以同步引导喷嘴进行喷涂，对喷涂面上的同一位置进行合作喷涂，从而达到喷涂标准。

本发明的实施例中，同位回避策略中，两个喷嘴的单位时间内的涂料喷出量减半，但两个喷嘴的喷涂区域相同，相当于是一个喷嘴的正常喷涂作业，仅适用于平面结构。

本发明的实施例中，由于喷涂面的结构具有多样性，边界区域内的喷涂面的整体结构若存在立体结时，相互之间存在一定的立体遮挡效果，固定角度、方向、距离的喷嘴再进行喷涂时存在喷涂死角，使用同位回避策略则不能够将涂料按照标准一次性喷涂至工件的喷涂面上，为了提高非平面结构的喷涂效率，可以制定异位回避策略。

本发明的实施例中，回避规则还可以包括异位回避方案，具体包括：

所述异位回避方案适用于非平面结构的喷涂模型；

根据左边界区内的喷涂模型结构制定左位喷涂轨迹，根据右边界区内的喷涂模型结构制定右位喷涂轨迹，左位喷涂轨迹与右位喷涂轨迹共同组成异位喷涂轨迹，所述异位喷涂轨迹适用于非平面结构的喷涂模型；

所述制定左位喷涂轨迹或右位喷涂轨迹具体包括：

S21：预定义缓冲时间，预定义喷嘴的喷涂有效面积，所述有效面积大小可调整，所述喷嘴包括左喷嘴、右喷嘴；

S22：根据左边界区或右边界区内喷涂模型的结构的喷涂面调整所述喷嘴的喷涂有效面积的大小，形成异位区块；

S23：将多个异位区块完全覆盖所述左边界区或右边界区内的喷涂面，依次将每个所述异位区块串联并标记时间线，形成左位喷涂轨迹或右位喷涂轨迹，所述左位喷涂轨迹或右位喷涂轨迹适用于非平面结构的喷涂模型；

S24：通过机械臂引导左喷嘴根据所述左位喷涂轨迹执行左边界区内的自动化喷涂作业、通过机械臂引导右喷嘴根据所述右位喷涂轨迹执行右边界区内的自动化喷涂作业；

S25：检测所述左喷嘴及其引导机械臂的当前左伸展区并计算下一异位区块所需的左预展区，检测所述右喷嘴及其引导机械臂的当前右伸展区并计算下一异位区块所需的右预展区，判断所述左预展区与所述右预展区在同一时间线是否存在冲突域；

S26：若存在冲突域，则判断当前左伸展区与右预展区在下一时间线是否存在左干扰域：

若存在左干扰域，则左喷嘴及其引导机械臂转动至所述干扰域之外并暂停一个缓冲时间，右喷嘴及其引导机械臂继续执行自动化喷涂作业；

若不存在左干扰域，则暂停左喷嘴及其引导机械臂一个缓冲时间；

返回步骤S25直至完成边界区域的自动化喷涂作业；

S27：若不存在冲突域，则继续执行自动化喷涂作业；

返回步骤S25直至完成边界区域的自动化喷涂作业。

本发明的实施例中，异位回避策略中，可以预设置一个缓冲时间，在两侧的机械臂存在干扰、冲突时，进行短暂的暂停缓冲，错过干扰时间线即可。进一步的，预算下一区块喷涂时的机械臂的伸展区，判断其干扰性，自动进行回避缓冲。

本发明的实施例中，异位回避策略中，喷嘴的喷涂有效面积可以进行调整，针对不同结构形状的喷涂面，进行最优化的选择，以确保喷涂面的各处死角均能够被喷涂且符合喷涂标准；将喷嘴在异位回避策略中的有效喷涂面积定义为异位区块，异位区块的大小是根据喷涂面的结构性质变化的。

本发明的实施例中，异位回避策略中，左边界区可以单独设计、制定一个喷涂轨迹，定义为左位喷涂轨迹，由左侧的喷嘴及其引导机械臂负责；右边界区也可以单独设计、制定一个喷涂轨迹，定义为右位喷涂轨迹，由右侧的喷嘴极其引导机械臂负责。可以理解的是，由于喷涂面属于非平面结构，因此再进行死角位置的喷涂时，两个机械臂的伸展区在同一时间线可能会存在冲突、干扰，需要进行自动回避。

本发明的实施例中，异位回避策略中，可以根据制定好的喷涂轨迹实时检测喷嘴及其机械臂的当前伸展区，并计算下一异位区块所需的预展区，判断两个喷嘴及其机械臂的预展区之间是否存在冲突域，在同一时间线内的冲突域需要进行回避。以左喷嘴及其机械臂作为回避一方为例，具体回避方法可以是：

判断所述左预展区与所述右预展区在同一时间线是否存在冲突域：

若不存在冲突域，则继续执行自动化喷涂作业，并重新判断冲突域。

若存在冲突域，说明下一时间线的左预展区与右预展区存在冲突，不能同时进行，则判断当前左伸展区与右预展区在下一时间线是否存在左干扰域：

若不存在左干扰域，则暂停左喷嘴及其引导机械臂一个缓冲时间；说明当前左伸展区不会对右预展区存在干扰，临停即可，右喷嘴及其引导机械臂继续执行喷涂作业，并重新判断冲突域。

若存在左干扰域，说明当前左伸展区对右预展区存在干扰，不能临停，需要改变位置，则左喷嘴及其引导机械臂转动至所述干扰域之外并暂停一个缓冲时间，右喷嘴及其引导机械臂继续执行自动化喷涂作业，并重新判断冲突域。

可以理解的是，下一次的冲突域判断中，可以将右喷嘴及其引导机械臂作为临停的一方，两方交替循环。

本发明的实施例中，可以先完成边界区域内的自动喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业。其中，非边界区域包括左分区和右分区，左喷嘴及其引导机械臂负责左分区，右喷嘴及其引导机械臂负责右分区。

当左喷嘴在左分区内进行喷涂作业时，右喷嘴同步在右分区内进行喷涂作业，但左喷嘴及其引导机械臂的左伸展区与右喷嘴及其引导机械臂的右伸展区不产生冲突。可以理解的是，当边界区域与重叠区域的范围一致时，位于重叠区域两侧的非重叠区域内，喷嘴及其引导机械臂再进对应侧的喷涂作业时，不会产生冲突、干扰，只要不进行交叉作业即可。

根据本发明的第二方面，如图2所示，提供了一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制装置的框图，包括：

数据获取模块11：获取机械臂的伸展区，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂上的喷嘴的有效喷涂的重叠区域，获取重叠区域的中垂面；

模型处理模块12：检测工件的当前姿态，获取工件的立体轮廓，调整立体轮廓的基础姿态至当前姿态，形成喷涂模型；

边界划分模块13：将喷涂模型与中垂面匹配，根据中垂面位于喷涂模型上的位置在喷涂模型上划分边界区域；

喷涂回避模块14：机械臂引导喷嘴根据回避规则在边界区域内进行自动化喷涂作业，当完成边界区域内的自动化喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业。

可以理解的是，本发明实施例提供的装置均适用于上述方法的，各个模块的具体功能可参照上述方法流程，此处不再赘述。

图7是本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。电子设备可以包括：至少一个中央处理器，至少一个网络接口，控制接口，存储器，至少一个通信总线。

其中，通信总线用于实现各组件之间的连接通信，信息交互。

其中，网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如Wi-Fi接口）。

其中，控制接口用于根据程序指令输出控制操作。

其中，中央处理器可以包括一个或者多个处理核心。中央处理器利用各种接口和线路连接整个终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器内的数据，执行终端的各种功能和处理数据。

其中，存储器可以包括随机存储器（Random Access Memory，RAM），也可以包括只读存储器（Read-Only Memory）。可选的，该存储器包括非瞬时性计算机可读介质（non-transitory computer-readable storage medium）。存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统（包括分子存储器IC），或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取器（Random AccessMemory，RAM）、磁盘或光盘等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施例只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法，其特征在于，包括：

获取机械臂的伸展区，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂上的喷嘴的有效喷涂的重叠区域，获取所述重叠区域的中垂面；

检测工件的当前姿态，获取工件的立体轮廓，调整所述立体轮廓的基础姿态至所述当前姿态，形成喷涂模型；

将所述喷涂模型与所述中垂面匹配，根据所述中垂面位于所述喷涂模型上的位置在喷涂模型上划分边界区域；所述边界区域包括左边界区、右边界区，所述左边界区以所述中垂面为起点向左延伸至所述重叠区域的左边界、所述右边界区以所述中垂面为起点向右延伸至所述重叠区域的右边界；

在完成边界区域的划分之后，获取边界区域内的喷涂模型的喷涂面；

判断所述喷涂面的结构类型；

若所述喷涂面的结构类型为平面结构，则选择回避规则中的同位回避方案进行边界区域内的自动化喷涂作业；

所述同位回避方案包括：当检测到所述机械臂引导的喷嘴进入到边界区域内时，将喷嘴在单位时间内的喷涂量减半，所述机械臂的引导速度不变；根据所述边界区域内的喷涂模型的结构，对两个喷嘴制定同位喷涂轨迹；使得两个喷嘴对同一位置进行同步喷涂；

所述制定同位喷涂轨迹具体包括：

S11：预定义喷嘴的喷涂有效面积，所述喷嘴包括左喷嘴、右喷嘴；

S12：调整左喷嘴或右喷嘴与喷涂面之间的间距、相对角度，将左喷嘴的喷涂有效面积与右喷嘴的喷涂有效面积重叠设置，形成同位区块；

S13：将多个所述同位区块完全覆盖所述边界区域的喷涂面，依次将每个所述同位区块串联并标记时间线，形成同位喷涂轨迹，所述同位喷涂轨迹适用于平面结构的喷涂模型；

S14：通过机械臂引导所述喷嘴根据所述同位喷涂轨迹执行边界区域内的自动化喷涂作业；

若所述喷涂面的结构类型为非平面结构，则选择回避规则中的异位回避方案进行边界区域内的自动化喷涂作业；

所述异位回避方案包括：根据左边界区内的喷涂模型结构制定左位喷涂轨迹，根据右边界区内的喷涂模型结构制定右位喷涂轨迹，左位喷涂轨迹与右位喷涂轨迹共同组成异位喷涂轨迹，所述异位喷涂轨迹适用于非平面结构的喷涂模型；

所述制定左位喷涂轨迹或右位喷涂轨迹具体包括：

S21：预定义缓冲时间，预定义喷嘴的喷涂有效面积，所述有效面积大小可调整，所述喷嘴包括左喷嘴、右喷嘴；

S22：根据左边界区或右边界区内喷涂模型的结构的喷涂面调整所述喷嘴的喷涂有效面积的大小，形成异位区块；

S23：将多个异位区块完全覆盖所述左边界区和右边界区内的喷涂面，依次将每个所述异位区块串联并标记时间线，形成左位喷涂轨迹和右位喷涂轨迹，所述左位喷涂轨迹和右位喷涂轨迹适用于非平面结构的喷涂模型；

S24：通过机械臂引导左喷嘴根据所述左位喷涂轨迹执行左边界区内的自动化喷涂作业、通过机械臂引导右喷嘴根据所述右位喷涂轨迹执行右边界区内的自动化喷涂作业；

S25：检测所述左喷嘴及其引导机械臂的当前左伸展区并计算下一异位区块所需的左预展区，检测所述右喷嘴及其引导机械臂的当前右伸展区并计算下一异位区块所需的右预展区，判断所述左预展区与所述右预展区在同一时间线是否存在冲突域；

S26：若存在冲突域，则判断当前左伸展区与右预展区在下一时间线是否存在左干扰域：

若存在左干扰域，则左喷嘴及其引导机械臂转动至所述干扰域之外并暂停一个缓冲时间，右喷嘴及其引导机械臂继续执行自动化喷涂作业；

若不存在左干扰域，则暂停左喷嘴及其引导机械臂一个缓冲时间，右喷嘴及其引导机械臂继续执行自动化喷涂作业；

返回步骤S25直至完成边界区域的自动化喷涂作业；

S27：若不存在冲突域，则继续执行自动化喷涂作业；

返回步骤S25直至完成边界区域的自动化喷涂作业；

若所述喷涂面的结构同时包括平面结构和非平面结构，则在平面结构区域选择同位回避方案，在非平面结构区域选择异位回避方案，且执行所述平面结构区域的同位回避方案进行自动化喷涂作业，再执行非平面结构区域的异位回避方案进行自动化喷涂作业；

当完成所述边界区域内的自动化喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业。

2.根据权利要求1所述的一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法，其特征在于，获取机械臂的伸展区，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂上的喷嘴的有效喷涂的重叠区域，获取所述重叠区域的中垂面，具体包括：

根据机械臂的旋转、弯折、伸展范围计算出机械臂的伸展区，将两个机械臂以运输轨道为中心对称设置于运输轨道的两侧，同时对运输轨道下的吊装工件进行喷涂作业；

根据机械臂的伸展区计算机械臂的喷嘴的有效喷涂区域，根据两个机械臂之间的相对位置计算出两个机械臂的喷嘴的有效喷涂区域的重叠区域；

获取所述重叠区域沿所述运输轨道运行方向的中垂面。

3.根据权利要求2所述的一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法，其特征在于，检测工件的当前姿态，获取工件的立体轮廓，调整所述立体轮廓的基础姿态至所述当前姿态，形成喷涂模型，具体包括：

预定义工件立体轮廓的基础姿态；

检测运输轨道下吊装的工件的当前姿态，当前姿态所包含的参数信息包括工件的高度、偏转角度、吊装位置；

识别工件的类型，根据工件的类型获取工件的立体轮廓，当前立体轮廓的姿态为基础姿态；

计算当前姿态与基础姿态的偏移量，根据所述偏移量调整所述立体轮廓的基础姿态至当前姿态；

获取工件的喷涂面，将所述喷涂面同步至所述立体轮廓上，从而形成用以设计制定喷涂轨迹的喷涂模型。

4.根据权利要求3所述的一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法，其特征在于，将所述喷涂模型与所述中垂面匹配，根据所述中垂面位于所述喷涂模型上的位置在喷涂模型上划分边界区域，具体包括：

根据工件在运输轨道下的吊装位置将所述中垂面与所述喷涂模型进行匹配，获取所述喷涂模型与所述中垂面的相对位置；

根据所述喷涂模型上所述中垂面的位置，以所述中垂面为中心在喷涂模型上进行边界区域的划分。

5.根据权利要求1所述的一种多枪喷涂自动回避作业区域的控制方法，其特征在于，当完成所述边界区域内的自动化喷涂作业之后，再进行两侧非边界区域的自动化喷涂作业，具体包括：

当完成边界区域的自动化喷涂作业之后，左喷嘴、右喷嘴分别负责所述边界区域两侧的非边界区域的自动化喷涂作业，所述非边界区域包括左分区、右分区；

所述左喷嘴负责左分区内的自动化喷涂作业，所述右喷嘴负责右分区内的自动化喷涂作业；

当所述左喷嘴在所述左分区内进行喷涂作业并且所述右喷嘴在所述右分区内进行喷涂作业时，所述左喷嘴及其引导机械臂的左伸展区与所述右喷嘴及其引导机械臂的右伸展区不在产生冲突。

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