[發明專利]一種機器人定距的表面跟隨噴漆方法

有效

• 申請號: 201710147946.4
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106881717B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 李湛;張川;林偉陽;于興虎
• 申請（專利權）人: 浙江優邁德智能裝備有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B05D1/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

一種機器人定距的表面跟隨噴漆方法，本發明涉及機器人定距的表面跟隨噴漆方法。本發明是為了解決現有技術不易控制噴漆距離且步驟繁瑣復雜的問題。本發明步驟為：一：操作員通過示教器移動噴槍，標定第一個著漆點；二：在計算機中擬合兩條曲線l₁、l₂，得到兩曲線在標定點對應的方向向量和三：求兩方向向量所在平面對應的法向量；四：得到噴漆機器人各關節角度信息并存儲，作為第一個示教點的位姿信息；五：在方向向量和所在平面以第一個標定點為原點做局部坐標系；六：操作員在步驟五建立的局部坐標系上平移噴槍，標定下一個著漆點；七：重復步驟二至步驟六直至示教結束。本發明應用于汽車噴漆領域。

技術領域

本發明涉及機器人定距的表面跟隨噴漆方法。

背景技術

隨著工業技術的發展，汽車產業變得越來越壯大，實現對汽車的自動化噴漆，節省人力成本就變得尤為重要。自然而然地，噴漆機器人數量應用數量大幅度增加，那么對于噴漆機器人的示教就成為了一個重要問題。目前，機器人的示教方式主要分為兩種：在線示教編程、離線編程。

目前，應用于國內外生產的噴漆機器人大多數為在線示教型。即示教員在噴漆機器人工作現場，由示教員操作機器人噴槍終端移動到目標位置，并將此時對應位置的各關節角度信息記錄到計算機中。當噴漆工作進行時，機器人依順序復現剛才所記錄各關節角度信息，機器人即可重復示教時的軌跡完成噴漆工作。這種方法適用于大批量生產，但完成任務單一且對操作人員的經驗要求較高。在實際的生產應用中有著如下缺陷：1)很難規劃復雜的運動軌跡以及準確的跟隨工件表面的變化，且在整個示教過程中不易控制噴漆距離；2)示教質量取決于編程員經驗，且步驟繁瑣復雜。

機器人離線編程是機器人編程語言的拓展，它利用圖像處理技術，建立機器人及其工作環境以及待噴工件的幾何模型，然后對機器人所需要完成任務軌跡的離線規劃和編程，并對最終的規劃結果進行動態仿真。最后將滿足條件的編程結果傳輸給機器人，使機器人完成噴漆任務。這種方法可規劃復雜的運動軌跡，且若有精確地工件幾何模型就可以在噴漆過程中準確的跟隨噴漆表面的變化。但在實際的生產應用中有著如下缺陷：1)需要機器人及工作環境的仿真模型。2)編程系統對操作人員要求較高。

發明內容

本發明是為了解決現有技術不易控制噴漆距離且步驟繁瑣復雜的問題，而提出的一種機器人定距的表面跟隨噴漆方法。

一種機器人定距的表面跟隨噴漆方法按以下步驟實現：

步驟一：操作員通過示教器移動噴槍，標定第一個著漆點；

步驟二：噴槍帶測距傳感器在第一個標定點周圍分別進行兩個方向的短距離移動，測距傳感器傳回距離數據，在計算機中擬合兩條曲線l₁、l₂，得到兩曲線在標定點對應的方向向量和

步驟三：用外積法求出兩方向向量所在平面對應的法向量

步驟四：延長法向量得到噴槍噴嘴位置，計算機反解得到噴漆機器人各關節角度信息并存儲，作為第一個示教點的位姿信息；

步驟五：在方向向量和所在平面以第一個標定點為原點做局部坐標系；

步驟六：操作員在步驟五建立的局部坐標系上平移噴槍，標定下一個著漆點；

步驟七：重復步驟二至步驟六直至示教結束。

發明效果：

本發明運用的噴漆示教方法旨在規避現有技術兩種方法的缺陷，將兩種方法的優點結合。在線示教的基礎上實現對示教步驟及噴漆效果的優化。本發明將示教操作從傳統的直接操作機器人、使著漆點到達期望位置，轉換為直接操作著漆點的位置變化、通過計算機反解運算，得出噴漆機器人各關節角度數據，自動控制噴漆距離和方向。生成機器人的運動指令。簡化繁瑣的操作步驟，且本方法直接在工件表面進行工作，無需經過復雜的圖像處理。