CN114987403A - 一种汽车表面灰尘吹扫系统及其吹扫方法 - Google Patents

一种汽车表面灰尘吹扫系统及其吹扫方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种汽车表面灰尘吹扫系统及其吹扫方法，包括识别模块、吹扫室、输送组件与机器人；吹扫室内设置有输送组件，输送组件顶部设置有汽车，输送组件能够带动汽车在吹扫室内移动，吹扫室内位于汽车的两侧均设置有机器人；输送组件端部设置有编码器，编码器用于记录汽车的移动距离；机器人设置有机械臂，机械臂端部设置有拍照装置与吹扫机构；汽车移动过程中，通过拍照装置对汽车表面进行拍照；吹扫室内部设置有识别模块，识别模块用于识别汽车的参数信息，吹扫机构根据图像信息以及汽车的参数信息对汽车表面进行吹扫。

Description

一种汽车表面灰尘吹扫系统及其吹扫方法
技术领域
本发明涉及汽车吹扫领域，更具体的，涉及一种汽车表面灰尘吹扫系统及其吹扫方法。
背景技术
现在所有车身在进入喷漆前都会设置人工擦净这道工序，用来解决喷漆前灰尘的擦拭；人工手持空气喷枪，观察工件上是否留有灰尘，通过人工进行喷淋吹扫，浪费人力物力的同时，难以达到擦净的效果。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种汽车表面灰尘吹扫系统及其吹扫方法。
本发明第一方面提供了一种汽车表面灰尘吹扫系统，包括：识别模块、吹扫室、输送组件与机器人；
所述吹扫室内设置有输送组件，所述输送组件顶部设置有汽车，所述输送组件能够带动所述汽车在所述吹扫室内移动，所述吹扫室内位于所述汽车的两侧均设置有机器人；
所述输送组件端部设置有编码器，所述编码器用于记录所述汽车的移动距离；
所述机器人设置有机械臂，所述机械臂端部设置有拍照装置与吹扫机构；
所述汽车移动过程中，通过所述拍照装置对汽车表面进行拍照；
所述吹扫室内部设置有识别模块，所述识别模块用于识别汽车的参数信息，
所述吹扫机构根据图像信息以及汽车的参数信息对汽车表面进行吹扫。
本发明一个较佳实施例中，所述吹扫室外侧设置有显示屏，所述显示屏与所述识别模块以无线传输的方式进行电性连接。
本发明一个较佳实施例中，所述机械臂上设置有激光雷达，所述激光雷达用于检测汽车与机械臂之间的距离。
本发明一个较佳实施例中，所述吹扫机构为压缩空气喷枪，所述压缩空气喷枪端部设置有喷嘴。
本发明一个较佳实施例中，所述吹扫室顶部设置有送风系统，所述吹扫室底部设置有排风系统，所述送风系统包括送风机与风管，所述送风机通过风管连接至吹扫室顶部，所述排风系统包括引风机与风管，所述引风机通过风管连接至吹扫室底部。
本发明一个较佳实施例中，所述送风系统的送风压力为200-300Pa，所述排风系统的排风压力为500-600Pa。
本发明第二方面提供了一种汽车表面灰尘吹扫方法，应用于汽车表面灰尘吹扫系统，包括以下步骤：
S1，汽车通过输送系统带动进行吹扫室，编码器记录汽车当前车身位置；
S2，汽车当前车身位置到达预定位置时，通过识别模块识别汽车参数，得到汽车参数信息，将汽车参数信息传输至机器人；
S3，机器人接收到汽车参数信息后，通过拍照装置对汽车表面进行拍照，得到车身表面图像信息，
S4，将车身表面图像进行分割成若干个区域，对每一个区域进行灰度值计算；
S5，将相邻两个区域的灰度值进行比较，得到灰度差值，判断灰度差值是否大于预设阈值；
S6，若大于，则生成吹扫参数，根据吹扫参数控制吹扫机构对相邻的两个区域进行吹扫。
本发明一个较佳实施例中，吹扫参数包括吹扫机构喷出压缩空气的速度、流量、吹扫机构的喷嘴直径。
本发明一个较佳实施例中，吹扫机构喷出压缩空气的流量计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式中
Figure 448893DEST_PATH_IMAGE002
表示流量，单位为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 502300DEST_PATH_IMAGE004
表示喷嘴直径，单位为
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 155129DEST_PATH_IMAGE006
表示压强，单位为
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure 635789DEST_PATH_IMAGE008
表示密度，单位为
Figure DEST_PATH_IMAGE009
。
本发明一个较佳实施例中，喷嘴的直径计算公式如下：
Figure 990547DEST_PATH_IMAGE010
式中
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示喷嘴个数，
Figure 847645DEST_PATH_IMAGE012
表示喷嘴的效率系数，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE013
。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本申请吹扫系统通过识别模块对车身表面的灰尘继续拧识别，识别后通过吹扫机构进行精准吹扫，显著的提高工厂的自动化程度，推进自动化进程；减少人员的工作量；有针对性行的进行吹扫，减少能源的浪费节约20%压缩空气耗量；明显提高产品的品质，合格率由原来的85%提高至95%。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一汽车表面灰尘吹扫系统图；
图2是本发明实施例二灰尘吹扫方法流程图。
图中：1、显示屏，2、操作柜，3、机器人，4、吹扫室，5、汽车，6、吹嘴，7、机械臂。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种汽车表面灰尘吹扫系统，包括：识别模块、吹扫室4、输送组件与机器人3；
吹扫室4内设置有输送组件，输送组件顶部设置有汽车5，输送组件能够带动汽车5在吹扫室4内移动，吹扫室4内位于汽车5的两侧均设置有机器人3；
输送组件端部设置有编码器，编码器用于记录汽车5的移动距离；
机器人3设置有机械臂7，机械臂7端部设置有拍照装置与吹扫机构；
汽车5移动过程中，通过拍照装置对汽车5表面进行拍照；
吹扫室4内部设置有识别模块，识别模块用于识别汽车5的参数信息，
吹扫机构根据图像信息以及汽车5的参数信息对汽车5表面进行吹扫。
进一步的，编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺，按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类，增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
根据本发明实施例，吹扫室4外侧设置有显示屏1，显示屏1与识别模块以无线传输的方式进行电性连接，显示屏一侧设置有操作柜2，操作柜2内部设置有开关，通过操作柜2控制输送系统对汽车进行输送。
根据本发明实施例，机械臂7上设置有激光雷达，激光雷达用于检测汽车5与机械臂7之间的距离。
根据本发明实施例，吹扫机构为压缩空气喷枪，压缩空气喷枪端部设置有喷嘴6。
进一步的，当汽车5通过输送系统进入到压缩空气自动吹扫室4，识别模块首先感应到工件的整体外形，通过PLC模块把信息传递给机器人3，机器人3接收到信息启动灰尘自动检测系统，检测到灰尘之后，机器人3手臂上自带的压缩空气喷枪对准灰尘区域进行准确吹扫，完成吹扫动作之后，机器人3手臂收回，保持原有状态；压缩空气喷枪通过对自身喷出压缩空气的速度进行调节，达到最佳的喷涂效果。
根据本发明实施例，吹扫室4顶部设置有送风系统，吹扫室4底部设置有排风系统，送风系统包括送风机与风管，送风机通过风管连接至吹扫室4顶部，排风系统包括引风机与风管，引风机通过风管连接至吹扫室4底部。
进一步的，送风机与引风机的个数为1-5个，优选的，送风机与引风机个数为3个，当送风机与引风机为2个以上时，送风机与引风机位置一一对应。
根据本发明实施例，送风系统的送风压力为200-300Pa，排风系统的排风压力为500-600Pa。
进一步的，送风系统的送风压力为200Pa、250Pa、300Pa，优选的，送风系统的送风压力为250Pa。
进一步的，排风系统的排风压力为500Pa、550Pa、600Pa，优选的，排风系统的排风压力为550Pa。
综上所述，本申请吹扫系统通过识别模块对车身表面的灰尘继续拧识别，识别后通过吹扫机构进行精准吹扫，显著的提高工厂的自动化程度，推进自动化进程；减少人员的工作量；有针对性行的进行吹扫，减少能源的浪费节约20%压缩空气耗量；明显提高产品的品质，合格率由原来的85%提高至95%。
实施例二
如图2所示，本发明提供了一种汽车表面灰尘吹扫方法，应用于汽车表面灰尘吹扫系统，包括以下步骤：
S1，汽车5通过输送系统带动进行吹扫室4，编码器记录汽车5当前车身位置；
S2，汽车5当前车身位置到达预定位置时，通过识别模块识别汽车5参数，得到汽车5参数信息，将汽车5参数信息传输至机器人3；
S3，机器人3接收到汽车5参数信息后，通过拍照装置对汽车5表面进行拍照，得到车身表面图像信息，
S4，将车身表面图像进行分割成若干个区域，对每一个区域进行灰度值计算；
S5，将相邻两个区域的灰度值进行比较，得到灰度差值，判断灰度差值是否大于预设阈值；
S6，若大于，则生成吹扫参数，根据吹扫参数控制吹扫机构对相邻的两个区域进行吹扫。
进一步的，吹扫系统包括工控机，工控机包括PLC模块，PLC模块用于控制吹扫参数以及输送系统的输送速度，车身识别模块包括RFID读写站，RFID读写站通过射频无线信号自动识别车身规格型号，获取相关数据传输给工控机，工控机进行数据梳理后，反馈给机器人3；输送系统包括输送轴，编码器装在输送轴端部，记录输送旋转速度，工控机根据旋转速度，记录工件运行距离反馈给机器人3；机器人3手臂上安装有波长为1550nm激光雷达时时传输距离车身距离给机器人3，来防止机器人3与车身碰撞,灰尘对激光雷达的影响甚微；对比常规的视觉系统可以避免视觉盲区。
其中，机器人3手臂中安装有肖特基二极管，二极管发出安全等级较高的红色激光，通过红色激光能够让车身上的灰尘颗粒立刻显形。相对于常规的棱镜灯光源，激光具备方向性好、能量大等物理特性，而且红光在人眼视觉识别下比其他颜色光线更亮，不仅能够照亮车身表面，是灰尘更容易暴露在人们的视野中。帮助业主更方便的识别出肉眼难以看到的灰尘5μm及更小颗粒，进行准确的吹扫。后续经过工业相机进行不连续的拍照对比，来识别灰尘清除的洁净度，对灰尘不达标的地方进行连续的吹扫。
机器人3手臂中安装有灰尘颗粒数量自动检测仪表，对于不同直径大小的颗粒可进行连续检测；系统配有西门子显示屏1，颗粒数据可时时上传方便进行检测及查看。
根据本发明实施例，吹扫参数包括吹扫机构喷出压缩空气的速度、流量、吹扫机构的喷嘴6直径。
根据本发明实施例，吹扫机构喷出压缩空气的流量计算公式如下：
Figure 354981DEST_PATH_IMAGE001
式中
Figure 6542DEST_PATH_IMAGE002
表示流量，单位为
Figure 114175DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 509384DEST_PATH_IMAGE004
表示喷嘴直径，单位为
Figure 684276DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 772318DEST_PATH_IMAGE006
表示压强，单位为
Figure 852400DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure 802033DEST_PATH_IMAGE008
表示密度，单位为
Figure 205332DEST_PATH_IMAGE009
。
根据本发明实施例，喷嘴6的直径计算公式如下：
Figure 526592DEST_PATH_IMAGE010
式中
Figure 969337DEST_PATH_IMAGE011
表示喷嘴个数，
Figure 706349DEST_PATH_IMAGE012
表示喷嘴的效率系数，其中
Figure 292051DEST_PATH_IMAGE013
。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种汽车表面灰尘吹扫系统，包括：识别模块、吹扫室、输送组件与机器人；其特征在于，
所述吹扫室内设置有输送组件，所述输送组件顶部设置有汽车，所述输送组件能够带动所述汽车在所述吹扫室内移动，所述吹扫室内位于所述汽车的两侧均设置有机器人；
所述输送组件端部设置有编码器，所述编码器用于记录所述汽车的移动距离；
所述机器人设置有机械臂，所述机械臂端部设置有拍照装置与吹扫机构；
所述汽车移动过程中，通过所述拍照装置对汽车表面进行拍照；
所述吹扫室内部设置有识别模块，所述识别模块用于识别汽车的参数信息，
所述吹扫机构根据图像信息以及汽车的参数信息对汽车表面进行吹扫。
2.根据权利要求1所述的一种汽车表面灰尘吹扫系统，其特征在于，所述吹扫室外侧设置有显示屏，所述显示屏与所述识别模块以无线传输的方式进行电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种汽车表面灰尘吹扫系统，其特征在于，所述机械臂上设置有激光雷达，所述激光雷达用于检测汽车与机械臂之间的距离。
4.根据权利要求1所述的一种汽车表面灰尘吹扫系统，其特征在于，所述吹扫机构为压缩空气喷枪，所述压缩空气喷枪端部设置有喷嘴。
5.根据权利要求1所述的一种汽车表面灰尘吹扫系统，其特征在于，所述吹扫室顶部设置有送风系统，所述吹扫室底部设置有排风系统，所述送风系统包括送风机与风管，所述送风机通过风管连接至吹扫室顶部，所述排风系统包括引风机与风管，所述引风机通过风管连接至吹扫室底部。
6.根据权利要求5所述的一种汽车表面灰尘吹扫系统，其特征在于，所述送风系统的送风压力为200-300Pa，所述排风系统的排风压力为500-600Pa。
7.一种汽车表面灰尘吹扫方法，应用于权利要求1至6中任一权利要求所述的汽车表面灰尘吹扫系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1，汽车通过输送系统带动进行吹扫室，编码器记录汽车当前车身位置；
S2，汽车当前车身位置到达预定位置时，通过识别模块识别汽车参数，得到汽车参数信息，将汽车参数信息传输至机器人；
S3，机器人接收到汽车参数信息后，通过拍照装置对汽车表面进行拍照，得到车身表面图像信息，
S4，将车身表面图像进行分割成若干个区域，对每一个区域进行灰度值计算；
S5，将相邻两个区域的灰度值进行比较，得到灰度差值，判断灰度差值是否大于预设阈值；
S6，若大于，则生成吹扫参数，根据吹扫参数控制吹扫机构对相邻的两个区域进行吹扫。
8.根据权利要求7所述的一种汽车表面灰尘吹扫方法，其特征在于，吹扫参数包括吹扫机构喷出压缩空气的速度、流量、吹扫机构的喷嘴直径。
9.根据权利要求8所述的一种汽车表面灰尘吹扫方法，其特征在于，吹扫机构喷出压缩空气的流量计算公式如下：
Figure 565674DEST_PATH_IMAGE001
式中
Figure 987559DEST_PATH_IMAGE002
表示流量，单位为
Figure 161052DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 171733DEST_PATH_IMAGE004
表示喷嘴直径，单位为
Figure 139689DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 235821DEST_PATH_IMAGE006
表示压强，单位为
Figure 9742DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure 874930DEST_PATH_IMAGE008
表示密度，单位为
Figure 13787DEST_PATH_IMAGE009
。
10.根据权利要求8所述的一种汽车表面灰尘吹扫方法，其特征在于，喷嘴的直径计算公式如下：
Figure 597215DEST_PATH_IMAGE010
式中
Figure 846931DEST_PATH_IMAGE011
表示喷嘴个数，
Figure 645254DEST_PATH_IMAGE012
表示喷嘴的效率系数，其中
Figure 955012DEST_PATH_IMAGE013
。
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