CN114308443A - 涂胶机械手匹配涂胶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了涂胶机械手匹配涂胶方法，通过图像采集装置对喷胶区域进行影像采集并进行灰度化处理，并根据灰度值确定该像素点为凸点或凹点，随后进一步划分单元格计算凸点或凹点密度，并与预设阈值比对确定是否为凸起情况或凹陷情况，喷胶头在针对上述情况进行喷胶时对喷胶量进行适应性调整，从而保证了喷胶厚度的均匀性；通过红外测距仪对其与待涂胶挡板的距离的测量值的获取，得到两者距离的变化值，并通过喷胶头行进距离与其进行运算得到角度变化值，进而得到弯曲角度，从而实现待涂胶挡板的弯曲角度变换匹配喷胶头的角度，保证垂直喷胶的效果，同时防止过早对弯曲角度大的区域喷胶造成流胶现象。
Description
技术领域
本发明涉及机械手涂胶领域，具体为涂胶机械手匹配涂胶方法。
背景技术
汽车扰流板或尾部挡板的组合模块间在一般情况下都是通过螺栓螺母等机械连接的方式进行装配固定，但是在汽车行驶的过程中，不可避免的会出现振动，这种机械连接方式就容易在振动情况下发生松动甚至脱落，导致连接失效，所以本发明采用涂胶粘贴的方式粘接固定。
现有的涂胶方式或是采用人工进行涂抹，或是采用机械手进行作业，但是在使用机械手进行涂胶作业的时候，往往是针对平面或平整度比较高的工作面进行涂胶作业，这样的工作面涂胶位置以及涂胶厚度都容易进行控制，但是对于涂胶面为曲面且曲率发生变化的场景，难以做到精确涂胶作业，为此，我们提供一种涂胶机械手匹配涂胶方法。
发明内容
本发明的目的在于提供了涂胶机械手匹配涂胶方法。
本发明所解决的技术问题为：
(1)对待涂胶挡板的表面凸起和凹陷情况进行分析，实现喷胶量控制；
(2)根据待涂胶挡板的弯曲角度变换匹配喷胶头的角度，保证垂直喷胶的效果，同时防止过早对弯曲角度大的区域喷胶造成流胶现象。
本发明可以通过以下技术方案实现：涂胶机械手匹配涂胶方法，该涂胶方法具体包括以下步骤：
步骤一：将待涂胶挡板固定在涂胶架上，选取喷胶头的喷胶起始点、喷胶高度以及行进方向；
步骤二：对待涂胶挡板的表面区域进行影像获取，并根据获取的影像分析喷胶区域内的表面凹陷或表面凸起情况；
步骤三：确定表面凹陷或表面凸起的坐标位置并控制机械手移动至对应坐标位置，根据其表面凹陷或表面凸起进行喷胶量控制；
步骤四：通过对喷胶头行进距离以及红外测距仪与待涂胶挡板的距离变化值，得到待涂胶挡板的弯曲角度变化值及其弯曲角度；
步骤五：根据弯曲角度变化值调整喷胶头的喷胶角度，根据弯曲角度确定最大正常喷胶区域，在最大正常喷胶区域完成喷胶作业后再对剩余喷胶区域进行喷胶。
本发明的进一步技术改进在于：所述步骤一中选取喷胶起始点和喷胶高度的过程包括：以待涂胶挡板的对称轴上且处于边缘涂胶位置的一点为投影起始点，喷胶头位于投影起始点的正上方，喷胶高度与需要单次实现的喷胶宽度正相关，此时的喷胶头位置为喷胶起始点。
本发明的进一步技术改进在于：表面凹陷或表面凸起的判定过程包括：选定喷胶区域并对喷胶区域的影像进行灰度化处理，根据灰度值确定凹点深度或凸点高度，将像素点划分单元格后确定各单元格内凹点密度或凸点密度，并将凹点密度或凸点密度与预设阈值进行比对，从而根据比对结果确定所述单元格存在凹陷或存在凸起。
本发明的进一步技术改进在于：喷胶量的控制方式包括：在设定喷胶量的基础上，根据该位置的凹陷或凸起情况增大喷胶量或减少喷胶量，喷胶量的改变值为设定喷胶量的百分之十。
本发明的进一步技术改进在于：根据红外测距仪得到的距离变化值与喷胶头行进距离的比值得到待涂胶挡板的弯曲角度变化值，其符号代表其弯曲方向。
本发明的进一步技术改进在于：对弯曲角度变化值求和得到最大允许喷胶角度，所述最大正常喷胶区域的待涂胶挡板的弯曲角度小于最大允许喷胶角度。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过图像采集装置对喷胶区域进行影像采集并进行灰度化处理，并根据灰度值确定该像素点为凸点或凹点，随后进一步划分单元格计算凸点或凹点密度，并与预设阈值比对确定是否为凸起情况或凹陷情况，喷胶头在针对上述情况进行喷胶时对喷胶量进行适应性调整，从而保证了喷胶厚度的均匀性，为后续的粘合过程的质量保证奠定基础，也一定程度上避免了胶水的浪费，降低了成本。
2、通过红外测距仪对其与待涂胶挡板的距离的测量值的获取，得到两者距离的变化值，并通过喷胶头行进距离与其进行运算得到角度变化值，进而得到弯曲角度，从而实现待涂胶挡板的弯曲角度变换匹配喷胶头的角度，保证垂直喷胶的效果，同时防止过早对弯曲角度大的区域喷胶造成流胶现象。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
涂胶机械手匹配涂胶方法，包括如下步骤：
步骤一：将待涂胶挡板放置在涂胶架上，涂胶架的位置与机械手的安装位置之间保持相对固定，机械手的涂胶部分包括红外测距仪、图像采集装置和喷胶头；
步骤二：以待涂胶挡板的对称轴上且处于边缘涂胶位置的一点为投影起始点，喷胶头位于投影起始点的正上方，实际起始点与投影起始点的距离即为喷胶高度，喷胶高度与需要单次实现的喷胶宽度正相关，喷胶头从实际起始点向左侧或右侧移动；
步骤三：通过图像采集装置对待涂胶挡板的表面区域进行影像获取，得到表面影像数据，对获取的表面影像数据进行分析，从而对对应的表面区域的喷胶量进行控制，从而控制喷胶厚度，具体为：
S31：利用图像采集装置实时采集待涂胶挡板的表面区域影像，并将其标记为表面影像数据，获取图像采集装置采集某一区域的影像时喷胶头的位置坐标，根据喷胶头的位置坐标、图像采集装置的安装位置确定出表面区域影像的坐标范围数据，并将表面影像数据与坐标范围数据进行绑定整合，得到区域影像数据；
S32：对区域影像数据的表面区域影像进行截取，截取方式为：按照喷胶头的行进路线构建虚拟路径线，将虚拟路径线两侧
的宽度范围内的区域标记为喷胶区域，其中，d为喷胶头的喷胶宽度，将喷胶区域的影像进行截取；
S33：对喷胶区域的影像进行灰度化处理，根据每个像素点灰度值的大小确定对应像素点凹点深度和凸点高度，对喷胶区域的影像进行网格划分，以6*6的像素点区域为一个单元格，确定每个单元格内凹点密度和凸点密度；
S34：当凹点密度小于凹点密度预设值或凸点密度小于凸点密度预设值时，判定该单元格的平整度达到要求，当凹点密度大于等于凹点密度预设值或凸点密度大于等于凸点密度预设值，判定该单元格存在凹陷或存在凸起；
S35：将存在凹陷的单元格标记为Ai，将存在凸起的单元格标记为Bj，其中，i、j分别表示凹陷的单元格个数和凸起的单元格个数，i＝1,2,3……n1，j＝1,2,3……n2，根据单元格的尺寸大小计算出存在凹陷的单元格或存在凸起的单元格的中心位置坐标，并将该中心位置坐标输出至机械手的控制单元，联动喷胶头进行喷胶量控制；
S36：当喷胶头达到中心位置坐标的正上方位置时，在设定喷胶量的基础上，根据该位置的凹陷或凸起情况增大喷胶量或减少喷胶量，喷胶量的改变值为设定喷胶量的百分之十，即当该位置为凹陷状态时，则对应的喷胶量增大百分之十，当该位置为凸起状态时，则对应的喷胶量减小百分之十；
步骤四：在喷胶头行进的过程中，将红外测距仪的安装位置到其在待涂胶挡板的红外投影点的距离标记为h，此时对应的时刻为t，在后续的ΔT时间内，对应的距离变化值为Δh，且Δh的值带有符号，当Δh的值为负时，说明h变小，即待涂胶挡板朝向靠近红外测距仪的方向发生弯曲，当Δh的值为负时，说明h变大，即待涂胶挡板朝向远离红外测距仪的方向发生弯曲；
步骤五：计算出机械手在沿着喷胶头行进方向上运动Δt时间内的水平距离并将其标记为Δs，将其代入到三角函数计算式中：
其中，θ表示机械手行进距离时待涂胶挡板对应变化的弯曲角度，且θ也是具有符号的，其符号所代表的意义与Δh代表的意义相同；
步骤六：θ输出至机械手的控制单元，从而控制喷胶头进行对应角度的旋转调节，保证喷胶头实现与待涂胶挡板所在工作面始终保持垂直状态，从而保证喷胶的质量与效果；
步骤七：对步骤五中单次单向过程中产生的各个θ值进行求和并得到待喷胶挡板与水平方向的角度值，将其标记为挡板弯曲角度，当挡板弯曲角度的绝对值超过最大允许喷胶角度，则当喷胶头对该位置喷胶后不继续进行喷胶，开始变换宽度方向上的坐标回程喷胶；
步骤八：当待涂胶挡板在小于最大允许喷胶角度均已实现喷胶后，再将喷胶头移动至最大允许喷胶角度对应的边缘位置进行喷胶，直至完成整个喷胶区域的喷胶作业，这样做的目的是为了防止角度过大且胶水在该位置停留时间长而导致的流胶现象。
需要说明的是，红外测距仪始终保持竖直向下，喷胶头随着机械手的角度调节而变换角度，图像采集装置与喷胶头的动作同步，在前进方向上，红外测距仪的位置保持在喷胶头的前方，图像采集装置也保持在喷胶头的前方，喷胶头、机械手、图像采集装置和红外测距仪均通过数据处理器进行数据传输和处理，图像采集装置具体为高清3D相机。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.涂胶机械手匹配涂胶方法，其特征在于：该涂胶方法具体包括以下步骤：
步骤一：将待涂胶挡板固定在涂胶架上，选取喷胶头的喷胶起始点、喷胶高度以及行进方向；
步骤二：对待涂胶挡板的表面区域进行影像获取，并根据获取的影像分析喷胶区域内的表面凹陷或表面凸起情况；
步骤三：确定表面凹陷或表面凸起的坐标位置并控制机械手移动至对应坐标位置，根据其表面凹陷或表面凸起进行喷胶量控制；
步骤四：通过对喷胶头行进距离以及红外测距仪与待涂胶挡板的距离变化值，得到待涂胶挡板的弯曲角度变化值及其弯曲角度；
步骤五：根据弯曲角度变化值调整喷胶头的喷胶角度，根据弯曲角度确定最大正常喷胶区域，在最大正常喷胶区域完成喷胶作业后再对剩余喷胶区域进行喷胶。
2.根据权利要求1所述的涂胶机械手匹配涂胶方法，其特征在于，所述步骤一中选取喷胶起始点和喷胶高度的过程包括：以待涂胶挡板的对称轴上且处于边缘涂胶位置的一点为投影起始点，喷胶头位于投影起始点的正上方，喷胶高度与需要单次实现的喷胶宽度正相关，此时的喷胶头位置为喷胶起始点。
3.根据权利要求1所述的涂胶机械手匹配涂胶方法，其特征在于，表面凹陷或表面凸起的判定过程包括：选定喷胶区域并对喷胶区域的影像进行灰度化处理，根据灰度值确定凹点深度或凸点高度，将像素点划分单元格后确定各单元格内凹点密度或凸点密度，并将凹点密度或凸点密度与预设阈值进行比对，从而根据比对结果确定所述单元格存在凹陷或存在凸起。
4.根据权利要求1所述的涂胶机械手匹配涂胶方法，其特征在于，喷胶量的控制方式包括：在设定喷胶量的基础上，根据该位置的凹陷或凸起情况增大喷胶量或减少喷胶量，喷胶量的改变值为设定喷胶量的百分之十。
5.根据权利要求1所述的涂胶机械手匹配涂胶方法，其特征在于，根据红外测距仪得到的距离变化值与喷胶头行进距离的比值得到待涂胶挡板的弯曲角度变化值，其符号代表其弯曲方向。
6.根据权利要求1所述的涂胶机械手匹配涂胶方法，其特征在于，对弯曲角度变化值求和得到最大允许喷胶角度，所述最大正常喷胶区域的待涂胶挡板的弯曲角度小于最大允许喷胶角度。
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