CN206009080U - 基于视觉定位的喷涂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于视觉定位的喷涂系统，包括：一个或多个喷涂设备，每一喷涂设备设置于工件一侧以对工件进行喷涂；一个或多个视觉定位采集装置，设置于工件的周围，采集工件的多个特征点的位置信息并生成相应的视觉信号；视觉定位处理器，其接收一个或多个视觉定位采集装置生成的视觉信号，并且根据预存的工件的特征点的理想位置信息计算工件的位置偏差值，并根据位置偏差值调整每个喷涂设备与所述工件之间的位置关系。根据本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统无需机械定位，工件只需在视觉定位采集装置拍摄范围内就可以计算出偏差值，无需人工干预，智能化程度高；可快速调整喷涂设备与工件的位置关系，效率高。

Description

基于视觉定位的喷涂系统

技术领域

本实用新型涉及涂装领域，尤其涉及一种基于视觉定位的喷涂系统。

背景技术

当喷涂设备进行批量喷涂作业时，为保证喷涂精度及喷涂的重复性，对诸如装备之类的工件停留位置有较高要求，或需调整喷涂设备相对于工件的位置关系。

目前针对批量件，主要依靠以下两种方式来保证喷涂精度及喷涂的重复性。

1.制造夹具，对工件进行机械定位后来进行喷涂。

2.当定位发生偏差时，对喷涂设备的喷涂路径采用人工调整。

根据上文所述，目前两种解决方式的缺陷主要表现在：

1.制造夹具的成本增加；夹具清理成本高；机械定位误差大；针对大工件，夹具的可实施性低，因此降低了工作效率，影响产品品质。

2.常规喷涂设备不采用自动喷涂定位技术，对于大型工件，当定位出现偏差时，完全采用人工调整喷涂路径，自动化程度低，工作量大。

3.当喷涂设备中包括机器人时，采用人工调整机器人路径，易出现错误，会造成机器人及喷头发生碰撞及损坏。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决上述相关技术中的问题，本实用新型提供基于视觉定位的喷涂系统。

(二)技术方案

根据本实用新型，提供一种基于视觉定位的喷涂系统，包括：

一个或多个喷涂设备，每一喷涂设备设置于工件一侧以对工件进行喷涂；

一个或多个视觉定位采集装置，设置于所述工件的周围，采集所述工件的多个特征点的位置信息并生成相应的视觉信号，其中，所述特征点为所述工件上固定不变的特征，并且每一特征点均设置在相应的视觉定位采集装置的拍摄范围内；

视觉定位处理器，其接收所述一个或多个视觉定位采集装置生成的视觉信号，并且根据预存的所述工件的特征点的理想位置信息计算所述工件的位置偏差值，并根据所述位置偏差值调整每个喷涂设备与所述工件之间的位置关系。

可选地，所述一个或多个视觉定位采集装置安装于所述工件周边的设备上。

可选地，所述一个或多个视觉定位采集装置的采集范围完全覆盖所述工件的外形。

可选地，所述视觉定位采集装置为摄像头。

可选地，当视觉定位采集装置的数量为四个时，四个视觉定位采集装置被布置在包围所述工件的一个矩形喷涂作业区域的四个角位。

可选地，每一喷涂设备均包括：

底座支架，其安装于地面上或方舱内；

导轨，其安装在所述底座支架上；

喷涂装置，其安装在所述导轨上并在所述导轨上移动，对所述工件进行喷涂，并且接收所述位置偏差值。

可选地，所述喷涂装置根据所述位置偏差值调整自身的初始位置及喷涂路径。

可选地，所述喷涂装置为喷涂机器人。

可选地，所述底座支架通过螺栓固定在地面上或所述方舱内。

可选地，所述导轨通过螺栓固定到所述底座支架上。

(三)有益效果

根据本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统具备以下有益效果：

1、无需喷涂夹具，节约制造成本，只需将工件的特征点的理想位置信息预存在视觉定位处理器中；

2、无需人工调整，对于同种产品，可自动进行调整，智能化程度高；

3、响应及调整速度快，提高工作效率；

4、工件所在位置只需在视觉定位采集装置拍摄范围内就可以计算出位置偏差值，可快速调整喷涂设备与工件的位置关系。

附图说明

图1是根据本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

图1是根据本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统的示意图。

本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统包括一个或多个喷涂设备、一个或多个视觉定位采集装置102、视觉定位处理器103。

需要注意的是，图1中所示的四个喷涂设备仅仅是示例，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以采用一个、两个、三个、五个或更多的喷涂设备。图1中所示的八个视觉定位采集装置102仅仅是示例，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以采用八个以上或以下的视觉定位采集装置102。图1中所示的矩形的工件104仅仅是示例，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以对不同形状及大小的工件进行喷涂。本实用新型所提及的工件可以包括任何可以被喷涂的物品，例如，零件、装备、建材等等。图1中所示的位于喷涂设备一侧的视觉定位处理器103仅仅是示例，视觉定位处理器103可以被安装在任意合适位置。

具体而言，每一喷涂设备设置于工件一侧以对工件104进行喷涂。本领域技术人员可以理解，可以在工件104的一侧设置多个喷涂设备。如图1所示，当工件104的尺寸过大时，可以将多个喷涂设备设置在工件104的同一侧来对工件104进行喷涂。

优选地，每一喷涂设备均包括：底座支架105，其安装于地面上或方舱内；导轨106，其安装在底座支架105上；喷涂装置101，其安装在导轨106上并在导轨106上移动，对工件104进行喷涂，并且接收位置偏差值。优选地，底座支架105通过螺栓固定在地面上或方舱内。

优选地，一个或多个(图1中为八个)视觉定位采集装置102设置于工件104的周围，采集工件104的特征点的位置信息并生成相应的视觉信号。优选地，一个或多个视觉定位采集装置102可以安装于工件104周边的设备上。例如，一个或多个视觉定位采集装置102可以安装于工件104周边的喷涂设备上。特征点为所述工件(同一款工件)上固定不变的特征，并且每一特征点均设置在相应的视觉定位采集装置102的拍摄范围内。例如，图1中的八个视觉定位采集装置102中，每一个视觉定位采集装置102可以拍摄到工件上的全部特征点中的一个或多个。例如，特征点可以是工件上的孔或人工粘贴的特征等。优选地，工件上有至少四个特征点。本领域技术人员可以理解，根据实际情况，工件上少于四个特征点也是可行的。

优选地，视觉定位处理器103接收一个或多个视觉定位采集装置102生成的视觉信号，并且根据预存的工件104的特征点的理想位置信息计算工件104的位置偏差值，并根据位置偏差值调整每个喷涂设备与工件104的之间的位置关系。调整每个喷涂设备与工件104的之间的位置关系不仅指的是调整喷涂设备中的进行喷涂的部件与工件104之间的静止位置关系，还指的是调整喷涂设备中的进行喷涂的部件在对工件104进行喷涂时的路径。优选地，每个喷涂设备与工件104的之间的位置关系可以指的是喷涂装置105的初始位置及喷涂路径。因此，调整每个喷涂设备与工件104的之间的位置关系可以使得喷涂设备在对工件104喷涂时不会受到工件104的位置偏差的影响，而且无需人工干预就可以自动完成预定的喷涂作业。

在一个实施例中，当工件104进入喷涂工位时，实际位置可能与预设停留位置(理论上的位置)存在偏差，因此导致工件的特征点的实际位置与特征点的理论位置产生偏差，无法进行自动喷涂作业。因此，在工件进入设定位置后，视觉定位采集装置102对工件104的位置进行采集，即，采集特征点的位置信息，并通过信号传输到视觉定位处理器103。视觉定位处理器103根据预存在其内部的工件104的特征点的理想位置信息，进行分析处理并计算出位置偏差值，将位置偏差值通过信号传送至喷涂装置101。喷涂装置101根据位置偏差值调整自身的初始位置及喷涂路径。优选地，当喷涂装置101为喷涂机器人时，根据位置偏差值自动调整喷涂机器人的初始位置及喷涂路径。因此，根据工件的实际特征点的位置信息，对喷涂装置的初始位置及后续喷涂路径姿态进行自动调整，实现无需人工干预的智能化自动喷涂技术。

优选地，喷涂设备的数量可以为一个、两个、三个或四个。例如，当工件是一块需要单面喷涂的小板子时，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以采用一个喷涂设备。例如，当工件是大型装备时，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以采用两个或四个喷涂设备(见图1)。优选地，当工件是三棱柱状的物体时，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以采用三个喷涂设备。本领域技术人员可以理解，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统中的喷涂设备的数量可以超过四个。

优选地，一个或多个视觉定位采集装置102的采集范围完全覆盖所述工件的外形。优选地，视觉定位采集装置102的数量可以为一个、两个、三个、四个或更多个。例如，当工件是一块需要单面喷涂的小板子时，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以采用一个视觉定位采集装置102。例如，当工件是小型装备时，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以采用两个或四个视觉定位采集装置102。优选地，当工件是三棱柱状的物体时，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统可以采用三个视觉定位采集装置102。

优选地，当视觉定位采集装置102的数量为四个时，四个视觉定位采集装置102可以被布置在包围工件104的一个矩形喷涂作业区域的四个角位。

本领域技术人员可以理解，本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统的视觉定位采集装置的数量可以超过四个，例如，若工件长度很长，则根据对工件外形采集全覆盖的原则，在相应位置增添若干视觉定位采集装置，因此可能需要四个以上的视觉定位采集装置。如图1所示，工件104尺寸过大(例如，是大型装备)，因此，除了四个视觉定位采集装置102可以被布置在包围工件的矩形区域的四个角位之外，还可以在所述矩形区域的长边的中部位置布置4个视觉定位采集装置102，用于对位于四个角位的视觉定位采集装置102拍摄不到的位置进行拍摄。这保证了视觉定位采集装置102对工件104的全覆盖，并且视觉定位处理器103能够获得完整的特征点位置信息来计算位置偏差值。

优选地，视觉定位采集装置102可以为摄像头。

在一个实施例中，视觉定位采集装置102采集后的收据传送到视觉定位处理器103，合成后进行分析处理，并与特征点的理想位置信息(理论位置)比对(例如，此处的特征点的位置信息偏移包括X、Y、Z坐标的偏移及与理想位置成一定角度的偏移)，自动生成解决方案并传输到喷涂装置(例如，机器人)101。喷涂装置101根据此方案自动调整初始位置并且重新生成喷涂路径)。

优选地，所述喷涂装置101接收所述位置调整值。优选地，喷涂装置101根据所述位置调整值调整自身在导轨106上的位置和姿态。

优选地，喷涂装置101为喷涂机器人。

优选地，底座支架105通过螺栓固定在地面上或方舱内。这样能够使本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统中的喷涂设备的底座支架更稳固。

优选地，导轨106通过螺栓固定到底座支架105上。这样能够使本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统中的喷涂设备中的导轨更稳固，喷涂装置101在导轨上的移动也会更稳定。

还提供根据本实用新型的基于视觉定位的喷涂方法的流程。

根据本实用新型的基于视觉定位的喷涂方法包括步骤S110、S120、S130和S140。

在步骤S110中，采集工件的多个特征点的位置信息并生成相应的视觉信号并发送视觉信号。

在步骤S120中，接收视觉信号。

在步骤S130中，根据预存的工件的特征点的理想位置信息计算工件的位置偏差值。

在步骤S140中，根据位置偏差值调整每个喷涂设备与工件之间的位置关系。

根据本实用新型的基于视觉定位的喷涂系统具备以下有益效果：

1、无需喷涂夹具，节约制造成本，只需将工件的特征点的理想位置信息预存在视觉定位处理器中；

2、无需人工调整，对于同种产品，可自动进行调整，智能化程度高；3、响应及调整速度快(可以≤60s)，提高工作效率；

3、工件所在位置只需在视觉定位采集装置拍摄范围内就可以计算出位置偏差值，可快速调整喷涂设备与工件的位置关系。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，包括：

一个或多个喷涂设备，每一喷涂设备设置于工件一侧以对工件进行喷涂；

一个或多个视觉定位采集装置，设置于所述工件的周围，采集所述工件的多个特征点的位置信息并生成相应的视觉信号，其中，所述特征点为所述工件上固定不变的特征，并且每一特征点均设置在相应的视觉定位采集装置的拍摄范围内；

视觉定位处理器，其接收所述一个或多个视觉定位采集装置生成的视觉信号，并且根据预存的所述工件的特征点的理想位置信息计算所述工件的位置偏差值，并根据所述位置偏差值调整每个喷涂设备与所述工件之间的位置关系。

2.如权利要求1所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，所述一个或多个视觉定位采集装置安装于所述工件周边的设备上。

3.如权利要求1所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，所述一个或多个视觉定位采集装置的采集范围完全覆盖所述工件的外形。

4.如权利要求1所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，所述视觉定位采集装置为摄像头。

5.如权利要求1所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，当视觉定位采集装置的数量为四个时，四个视觉定位采集装置被布置在包围所述工件的一个矩形喷涂作业区域的四个角位。

6.如权利要求1所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，每一喷涂设备均包括：

底座支架，其安装于地面上或方舱内；

导轨，其安装在所述底座支架上；

喷涂装置，其安装在所述导轨上并在所述导轨上移动，对所述工件进行喷涂，并且接收所述位置偏差值。

7.如权利要求6所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，所述喷涂装置根据所述位置偏差值调整自身的初始位置及喷涂路径。

8.如权利要求6所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，所述喷涂装置为喷涂机器人。

9.如权利要求6所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，所述底座支架通过螺栓固定在地面上或所述方舱内。

10.如权利要求6所述的基于视觉定位的喷涂系统，其特征在于，所述导轨通过螺栓固定到所述底座支架上。