CN117324147A - 一种喷枪工作喷涂面实时监控装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对喷涂机器人技术领域，具体为一种喷枪工作喷涂面实时监控装置及其控制方法，其中控制装置包括：喷涂区域激光显示模块，其用于通过激光显示所述喷枪的预设喷涂区域；喷枪倾斜角度测量模块，其用于检测所述喷枪的倾斜角度；喷涂距离测量模块，其用于检测所述喷枪与工作面之间的距离；喷涂控制模块，其连接所述喷涂区域激光显示模块、喷枪倾斜度测量模块和喷涂距离测量模块，用于：判断所述预设喷涂区域是否与待喷涂区域相对应，若是，则根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力。本发明的技术方案，能够提高喷涂示教作业的精确度以及提高涂料的利用率。

Description

一种喷枪工作喷涂面实时监控装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及喷涂机器人技术领域，特别涉及一种喷枪工作喷涂面实时监控装置及其控制方法。

背景技术

近年来，由于精细化生产理念在机器人喷涂作业中日渐盛行，提高喷涂质量的一致性以及提高涂料的利用率日渐重要。但是，在喷涂作业这种非接触式的示教过程中，操作人员无法直观的观察喷枪距离工件表面的距离以及喷枪喷射方向与工件表面的倾斜角度，容易造成喷涂距离不稳定导致的喷涂层厚度不均匀，喷涂倾斜角过小导致油漆浪费严重等问题。因此，能在喷涂示教过程中随时观察并调整喷涂区域以及喷涂距离和倾斜角度，提高喷涂示教作业的精确度以及提高涂料的利用率，已经成为企业在机器人喷涂示教作业中最急迫的需求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种喷枪工作喷涂面实时监控装置及其控制方法，用于对提高喷涂示教作业的精确度以及提高涂料的利用率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种喷枪工作喷涂面实时监控装置，其用于固定在喷枪的设定位置；其特征在于，所述监控装置包括：

喷涂区域激光显示模块，其用于通过激光显示所述喷枪的预设喷涂区域；

喷枪倾斜角度测量模块，其用于检测所述喷枪的倾斜角度；

喷涂距离测量模块，其用于检测所述喷枪与工作面之间的距离；

喷涂控制模块，其连接所述喷涂区域激光显示模块、喷枪倾斜度测量模块和喷涂距离测量模块，用于：

判断所述预设喷涂区域是否与待喷涂区域相对应，若是，则根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力。

根据本发明的一个实施例，所述喷涂控制模块还连接有喷涂超限报警模块，所述喷涂超限报警模块用于：当所述距离不在预设距离范围内，或者所述倾斜角度不在预设角度范围内时，发出报警信息。

根据本发明的一个实施例，所述喷涂超限报警模块包括多种不同颜色的报警灯，各所述报警灯分别用于显示不同的异常信息。

根据本发明的一个实施例，所述喷涂控制模块还连接有信息显示模块，所述信息显示模块用于显示所述距离和/或所述倾斜角度。

根据本发明的一个实施例，所述喷涂控制模块还连接有按键模块，所述按键模块用于输入用户的设置参数。

根据本发明的一个实施例，所述监控装置通过螺丝连接或者绑带连接的方式，与所述喷枪固定连接。

根据本发明的一个实施例，所述的根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力，包括：

对所述喷涂距离测量模块进行零点标定，以得到对应的零点偏移值；

根据所述零点偏移值对所述距离进行校正，以得到所述喷枪与所述工作面的真实距离；

根据所述倾斜角度和所述真实距离获取所述的喷涂压力。

另一方面，本发明还提供了一种如上述任一项实施例的喷枪工作喷涂面实时监控装置的控制方法，包括：

通过喷涂区域激光显示模块获取喷枪的预设喷涂区域；

当所述预设喷涂区域与待喷涂区域相对应时，通过喷枪倾斜角度测量模块检测所述喷枪的倾斜角度、通过喷涂距离测量模块检测所述喷枪与工作面之间的距离；以及

根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力。

根据本发明的一个实施例，在所述的通过喷枪倾斜角度测量模块检测所述喷枪的倾斜角度、通过喷涂距离测量模块检测所述喷枪与工作面之间的距离后，还包括：

当所述距离不在预设距离范围内，或者所述倾斜角度不在预设角度范围内时，通过喷涂超限报警模块发出报警信息。

根据本发明的一个实施例，所述的根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力，包括：

对所述喷涂距离测量模块进行零点标定，以得到对应的零点偏移值；

根据所述零点偏移值对所述距离进行校正，以得到所述喷枪与所述工作面的真实距离；

根据所述倾斜角度和所述真实距离获取所述的喷涂压力。

本发明所提供的技术方案，在喷枪工作喷涂面实时监控装置设置有喷涂区域激光显示模块、喷枪倾斜角度测量模块、喷涂距离测量模块和喷涂控制模块，其中喷涂控制模块可以通过喷涂区域激光显示模块判断预设喷涂区域是否与待喷涂区域相对应，在相对应时，通过喷枪倾斜角度测量模块检测喷枪的倾斜角度、通过喷涂距离测量模块检测喷枪与工作面之间的距离，并根据该倾斜角度和该距离获取喷枪的喷涂压力。本发明所提供的技术方案，不仅可以保证预设喷涂区域是否与待喷涂区域相对应时，而且还可以保证喷枪的喷涂压力与喷枪的倾斜角度、喷枪与工作面之间的距离相对应，因此能够提高喷涂示教作业的精确度以及提高涂料的利用率。

下面结合附图对本发明的工作喷涂面实时监控与示警装置作进一步说明。

附图说明

图1为本发明喷枪工作喷涂面实时监控装置示意图；

图2为本发明喷枪工作喷涂面实时监控装置运行示意图；

图3为本发明喷枪工作喷涂面实时监控装置设置流程图；

图4为本发明喷枪工作喷涂面实时监控装置运行流程图；

图5为本发明的第一种场景示意图；

图6为本发明的第二种场景示意图；

图中标记示意为：1-喷涂区域激光显示模块；2-喷枪倾斜角度测量模块；3-喷涂距离测量模块；4-喷涂超限报警模块；5-信息显示模块；6-按键模块；11-喷涂激光显示区域；12-喷涂距离测量信号。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本实施例的喷枪工作喷涂面实时监控装置包括喷涂区域激光显示模块1，喷枪倾斜角度测量模块2，喷涂距离测量模块3，喷涂超限报警模块4，信息显示模块5，按键模块6和喷涂控制模块。其中喷涂区域激光显示模块1位于监控装置右前方，喷枪倾斜角度测量模块2位于监控装置正前方喷涂距离测量模块3位于装置右前方。监控装置的一侧为操作面，喷涂超限报警模块4和信息显示模块5位于操作面的上方，按键模块6位于操作面的下方。

上述喷涂控制模块与上述喷涂区域激光显示模块1、喷枪倾斜度测量模块2和喷涂距离测量模块3连接，用于通过喷涂区域激光显示模块1获取喷枪的预设喷涂区域；当预设喷涂区域与待喷涂区域相对应时，通过喷枪倾斜角度测量模块2检测所述喷枪的倾斜角度、通过喷涂距离测量模块3检测所述喷枪与工作面之间的距离，以及根据该倾斜角度和该距离获取喷枪的喷涂压力。

如图2所示，喷枪工作喷涂面实时监控与示警装置的喷涂区域激光显示模块在使用时在工件表面形成喷涂激光显示区域11，喷枪倾斜角度测量模块根据该信号的变化计算生成倾斜角度。喷涂距离测量模块发送喷涂距离测量信号12(不可见光)进行距离测量。

如图3所示，喷枪工作喷涂面实时监控装置的配置流程如下：

第一步，喷枪工作喷涂面实时监控与示警装置固定安装到喷枪上。通过装置后方的螺孔接口将装置安装到喷枪上，或者通过绑带系统将装置连接到喷枪。

第二步，根据喷枪的喷涂角度参数对喷涂区域激光显示模块的显示角度进行调整，以使其与真实喷枪相符。

第三步，对喷涂距离测量模块进行零点标定。将安装好装置的喷枪垂直在固定表面上，记录此时喷涂距离测量模块得到的真实距离值。将该值作为零点漂移位置，在实际使用时，喷涂距离测量模块实时获得的测量值减去零点偏移值就是喷枪距离喷涂工作面的真实距离。

第四步，根据喷涂工艺要求设置喷涂距离范围值和喷涂角度的范围值。由于各种喷枪的特点以及实际使用过程中喷涂压力，喷涂材料的不同，需要设置不同的参数。同时，可以根据监控装置的模板功能，选择已经录入过的参数。

最后，设置完成后，保存相关参数，监控装置正常启动。

如图4所示，喷枪工作喷涂面实时监控装置的实际工作中，内部处理流程如下：

第一步，装置单次处理运行开始。喷枪区域激光显示模块将激光打在喷涂工作面上。

第二步，获取喷枪距离喷涂工作面的距离。喷枪距离测量模块实时测量距离值，将获取的距离值减去实时标定的零点偏移值作为喷枪距离喷涂工作面的真实距离。

第三步，获取喷枪倾斜角度。喷枪倾斜角度测量模块获取激光在喷涂工作面上的图形，并根据图形变化计算得到喷枪相对于工作面的倾斜角度。

第四步，报警信息处理显示。实时在信息显示模块上显示喷涂距离和喷涂倾斜角。同时，在将第一步得到的喷涂距离和喷涂倾斜角与设置的距离参数，倾斜角参数对比，并分别在喷涂超限报警模块中的警报灯进行显示。根据不同情况，使用不同颜色来进行报警显示。按照工业惯例，绿色表示喷枪倾斜角度测量模块2检测到的倾斜角度和喷涂距离测量模块3所检测到的距离在参数的范围内，红色表示喷枪倾斜角度测量模块2检测到的倾斜角度或者喷涂距离测量模块3所检测到的距离在参数的范围内，黄色表示表示喷枪倾斜角度测量模块2或喷涂距离测量模块3不处于工作状态。

本实施例所提供的技术方案，不仅可以保证预设喷涂区域是否与待喷涂区域相对应时，而且还可以保证喷枪的喷涂压力与喷枪的倾斜角度、喷枪与工作面之间的距离相对应，因此能够提高喷涂示教作业的精确度以及提高涂料的利用率。

在上述实施例中，喷枪工作喷涂面实时监控装置中设置有喷涂超限报警模块4，以在当喷枪与工作面之间的距离预设距离内，或者喷枪的倾斜角度不在预设角度范围内时发出报警信息；在其他实施例中，可以采用其他的方式发出报警信息，例如可以建立喷涂控制模块与用户终端设备之间的通信连接，当喷枪与工作面之间的距离不在预设距离范围内，或者喷枪的倾斜角度不在预设角度范围内时向用户终端设备发送信息，以使用户可以在用户终端设备得到报警信息。

在上述实施例中，喷枪工作喷涂面实时监控装置中设置有信息显示模块5，以显示喷枪的倾斜角度和/或喷枪与工作面之间的距离；在其他实施例中，可以采用其他的方式显示喷枪的倾斜角度和/或喷枪与工作面之间的距离，例如可以建立喷涂控制模块与用户终端设备之间的通信连接，将获取到显示喷枪的倾斜角度和/或喷枪与工作面之间的距离发送给用户终端设备，以使用户可以在用户终端设备查看到显示喷枪的倾斜角度和/或喷枪与工作面之间的距离。

在上述实施例中，喷枪工作喷涂面实时监控装置中设置有按键模块6，以供用户输入设置参数，例如上述预设距离范围或者预设角度范围的值；在其他实施例中，可以采用其他的方式供用户设置参数，例如可以设置触控屏，或者建立喷涂控制模块与用户终端设备之间的通信连接，用户通过用户终端设备输入期望的设置参数。

在上述实施例中，喷枪工作喷涂面实时监控装置通过螺丝连接或者绑带连接的方式连接喷枪。在其他实施例中，可以采用其他的方式将监控装置固定在喷枪上，例如可以采用卡扣的方式进行连接。

在上述实施例中，在获取喷枪的喷涂压力时，通过零点标定得到喷涂距离测量模块3相对应喷枪的零点偏移值，并根据该零点偏移值对喷涂距离测量模块3检测到的距离进行校正，以得到喷枪与工作面的真实距离。在其他实施例中，可以采用其他的方式得到喷枪与工作面的真实距离，例如，可以在将监控装置固定在喷枪上后，对喷枪以及监控装置进行测量，并根据测量结果得到喷涂距离测量模块3相对应喷枪的零点偏移值。

本实施例中，喷枪工作喷涂面实时监控装置10使用在人工喷涂学习训练环境下，如图5所示。此时，喷枪工作喷涂面实时监控装置主要作为人工喷涂训练工作装置，在使用过程中，并不进行真实的喷涂作业，适合在工厂外等无法进行真实喷涂作业的环境进行培训。通过使用喷枪与该监控装置模拟喷涂流程，学习者可以根据信息显示模块上的距离和喷涂倾斜角值对喷枪位置进行修正，感知合理的喷涂距离以及喷涂倾斜角，提升培训的真实感。

本实施例中，喷枪工作喷涂面实时监控装置10使用在喷涂机器人示教以及测试环节下，如图6所示。在安装该装置到喷涂机器人喷枪工具后，进行人工示教操作，操作员根据在工具上显示的激光范围以及装置的报警灯信号可以获得准确的喷枪距离和喷涂角度的反馈。在示教完成后，喷涂机器人进行模拟测试环节，此时，可以通过装置的实时反馈，获取真实的喷涂距离与喷涂角度是否超限的信息，并根据此信息来进一步修正机器人示教点位，直到达到工艺要求。

本发明喷枪工作喷涂面实时示警装置，通过喷枪倾斜角度测量模块2和喷涂距离测量模块3，可以使操作者准确感知喷枪与工作面的距离和倾斜角信息。方便人工进行喷涂学习，也方便喷涂机器人示教过程进一步精细化提升示教质量。该装置的操作简捷，使用流程简单，对操作员的技能要求低。同时，该系统的成本低，反馈的数据精度高，可以广泛应用在喷涂机器人示教和程序测试过程中。本发明喷枪工作喷涂面实时监控装置具有很高的经济效益和社会效益。

在本发明的一个实施例中，本发明还提供了一种用于上述任一个实施例中喷枪工作喷涂面实时监控装置的控制方法，该控制方法包括：

S1：通过喷涂区域激光显示模块获取喷枪的预设喷涂区域；

S2：当上述预设喷涂区域与待喷涂区域相对应时，通过喷枪倾斜角度测量模块检测喷枪的倾斜角度、通过喷涂距离测量模块检测喷枪与工作面之间的距离；以及

S3：根据上述倾斜角度和上述距离获取喷枪的喷涂压力。

在本发明的一个实施例中，在所通过喷枪倾斜角度测量模块检测喷枪的倾斜角度、通过喷涂距离测量模块检测喷枪与工作面之间的距离后，还包括：当喷枪与工作面之间的距离不在预设距离范围内，或者喷枪的倾斜角度不在预设角度范围内时，通过喷涂超限报警模块发出报警信息。

在本发明的一个实施例中，在根据喷枪的倾斜角度和喷枪与工作面之间的距离获取所述喷枪的喷涂压力时，包括：

对喷涂距离测量模块进行零点标定，以得到对应的零点偏移值；

根据上述零点偏移值对喷枪与工作面之间的距离进行校正，以得到喷枪与所述工作面的真实距离；

根据喷枪的倾斜角度和喷枪与工作面之间的距离，获取喷枪的喷涂压力。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种喷枪工作喷涂面实时监控装置，其用于固定在喷枪的设定位置；其特征在于，所述监控装置包括：

喷涂区域激光显示模块，其用于通过激光显示所述喷枪的预设喷涂区域；

喷枪倾斜角度测量模块，其用于检测所述喷枪的倾斜角度；

喷涂距离测量模块，其用于检测所述喷枪与工作面之间的距离；

喷涂控制模块，其连接所述喷涂区域激光显示模块、喷枪倾斜度测量模块和喷涂距离测量模块，用于：

判断所述预设喷涂区域是否与待喷涂区域相对应，若是，则根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力。

2.根据权利要求1所述的喷枪工作喷涂面实时监控装置，其特征在于，所述喷涂控制模块还连接有喷涂超限报警模块，所述喷涂超限报警模块用于：当所述距离不在预设距离范围内，或者所述倾斜角度不在预设角度范围内时，发出报警信息。

3.根据权利要求2所述的喷枪工作喷涂面实时监控装置，其特征在于，所述喷涂超限报警模块包括多种不同颜色的报警灯，各所述报警灯分别用于显示不同的异常信息。

4.根据权利要求1所述的喷枪工作喷涂面实时监控装置，其特征在于，所述喷涂控制模块还连接有信息显示模块，所述信息显示模块用于显示所述距离和/或所述倾斜角度。

5.根据权利要求1所述的喷枪工作喷涂面实时监控装置，其特征在于，所述喷涂控制模块还连接有按键模块，所述按键模块用于输入用户的设置参数。

6.根据权利要求1所述的喷枪工作喷涂面实时监控装置，其特征在于，所述监控装置通过螺丝连接或者绑带连接的方式，与所述喷枪固定连接。

7.根据权利要求1所述的喷枪工作喷涂面实时监控装置，其特征在于，所述的根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力，包括：

对所述喷涂距离测量模块进行零点标定，以得到对应的零点偏移值；

根据所述零点偏移值对所述距离进行校正，以得到所述喷枪与所述工作面的真实距离；

根据所述倾斜角度和所述真实距离获取所述的喷涂压力。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的喷枪工作喷涂面实时监控装置的控制方法，其特征在于，包括：

通过喷涂区域激光显示模块获取喷枪的预设喷涂区域；

当所述预设喷涂区域与待喷涂区域相对应时，通过喷枪倾斜角度测量模块检测所述喷枪的倾斜角度、通过喷涂距离测量模块检测所述喷枪与工作面之间的距离；以及

根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，

在所述的通过喷枪倾斜角度测量模块检测所述喷枪的倾斜角度、通过喷涂距离测量模块检测所述喷枪与工作面之间的距离后，还包括：

当所述距离不在预设距离范围内，或者所述倾斜角度不在预设角度范围内时，通过喷涂超限报警模块发出报警信息。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述的根据所述倾斜角度和所述距离获取所述喷枪的喷涂压力，包括：

对所述喷涂距离测量模块进行零点标定，以得到对应的零点偏移值；

根据所述零点偏移值对所述距离进行校正，以得到所述喷枪与所述工作面的真实距离；

根据所述倾斜角度和所述真实距离获取所述的喷涂压力。