[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)工件自動(dòng)噴涂機(jī)器人系統(tǒng)及工作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011090361.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN112452581A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸文杰;王敏;王靜元;孫清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇三立液壓機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): B05B12/12
• 分類號(hào): B05B12/12;B25J11/00
• 代理公司: 金華市婺實(shí)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33340
• 代理人: 胡恩晗

本發(fā)明公開了一種基于機(jī)器視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)工件自動(dòng)噴涂機(jī)器人系統(tǒng)，包括面光源視覺(jué)采集設(shè)備，通過(guò)視覺(jué)圖像采集待噴涂工件形狀尺寸、位置和姿態(tài)等特征信息；自轉(zhuǎn)式掛鉤導(dǎo)軌，可將待噴涂工件傳送至噴涂工作區(qū)域，并在工件進(jìn)入工作區(qū)域后使工件勻速自轉(zhuǎn)；參數(shù)可控氣壓式供漆系統(tǒng)，用于噴涂用漆，并提供動(dòng)態(tài)的噴涂控制參數(shù)；噴涂機(jī)器人，對(duì)工件執(zhí)行具體噴涂動(dòng)作；可視化人機(jī)交互設(shè)備，其提供人機(jī)交互界面以控制噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的工作模式和工作狀態(tài)，并展示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)和工況參數(shù)。本發(fā)明通過(guò)交互界面輸入對(duì)自動(dòng)噴涂機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行控制，并利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)為不同工件生成定制化的噴涂方案，避免手動(dòng)控制的誤操作，操作方便，動(dòng)作靈敏，控制精確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)噴涂技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)工件自動(dòng)噴涂機(jī)器人系統(tǒng)及工作方法。

背景技術(shù)

隨著圖像處理技術(shù)的不斷成熟和社會(huì)環(huán)保意識(shí)逐漸提升，自動(dòng)噴涂機(jī)器人，尤其是包含圖像處理功能的噴涂機(jī)器人應(yīng)用越來(lái)越廣泛。自動(dòng)化噴涂技術(shù)在節(jié)約噴漆的同時(shí)大大提升了噴涂效率，圖像處理技術(shù)進(jìn)一步豐富了噴涂機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景，提升系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。

目前機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在噴涂機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用尚處在初級(jí)階段，當(dāng)前主要的用途有3類：第1類是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)區(qū)分有限種典型工件，再根據(jù)預(yù)設(shè)的噴涂軌跡作業(yè)；第2類是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)核對(duì)工件進(jìn)入噴涂區(qū)域的初始位置，對(duì)初始位置不正確的工件發(fā)出報(bào)警，由人工進(jìn)行校正；第3類是通過(guò)輸入包含工件尺寸信息的CAD文件后由機(jī)器人進(jìn)行完整噴涂，若工件尺寸超過(guò)系統(tǒng)的噴涂范圍，則無(wú)法工作。

現(xiàn)有基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的噴涂機(jī)器人系統(tǒng)主要存在以下問(wèn)題：

1、要求工件的初始位置固定。在工件進(jìn)入噴涂區(qū)域前，多數(shù)的噴涂系統(tǒng)均要求對(duì)工件進(jìn)行人工或機(jī)械校正，使其保持某種角度和姿態(tài)進(jìn)入噴涂區(qū)域，否則無(wú)法正常噴涂。

2、無(wú)法處理工件尺寸過(guò)大的情況。普通的噴涂系統(tǒng)都是針對(duì)某一種或幾種固定工件而專門設(shè)計(jì)，通常噴涂范圍能保證對(duì)工件完整噴涂，但如果遇到工件尺寸過(guò)大，超過(guò)機(jī)器人的最大噴涂范圍，噴涂系統(tǒng)就無(wú)法正常工作。

3、無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整噴槍參數(shù)。大多噴涂系統(tǒng)中，噴槍的噴幅、霧化、流量等參數(shù)都設(shè)定為固定值，不會(huì)根據(jù)不同工件的特性、工件與噴槍的距離和噴漆類型等因素動(dòng)態(tài)調(diào)整，噴涂效果受到影響。

4、無(wú)法反饋工件的噴涂結(jié)果。一般的噴涂系統(tǒng)僅能反饋電機(jī)故障等系統(tǒng)錯(cuò)誤信息，無(wú)法實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前工件的噴涂效果，工作人員只能通過(guò)人工檢測(cè)來(lái)查找漏噴等錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)工件自動(dòng)噴涂機(jī)器人系統(tǒng)及工作方法，無(wú)需規(guī)定工件的初始位置和尺寸，可對(duì)任意類圓柱體工件進(jìn)行識(shí)別和噴涂，并根據(jù)工件尺寸等因素動(dòng)態(tài)生成噴涂方案、調(diào)整噴涂參數(shù)，并在噴涂完成后反饋噴涂結(jié)果，便于后續(xù)處理。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是：

一種基于機(jī)器視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)工件自動(dòng)噴涂機(jī)器人系統(tǒng)，包括面光源視覺(jué)采集設(shè)備、自轉(zhuǎn)式掛鉤導(dǎo)軌、參數(shù)可控氣壓式供漆系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人和可視化人機(jī)交互設(shè)備?？梢暬藱C(jī)交互設(shè)備與面光源視覺(jué)采集設(shè)備、可視化人機(jī)交互設(shè)備與噴涂機(jī)器人通過(guò)以太網(wǎng)接口通信，噴涂機(jī)器人通過(guò)數(shù)字/模擬信號(hào)量對(duì)參數(shù)可控氣壓式供漆系統(tǒng)進(jìn)行控制，自轉(zhuǎn)式掛鉤導(dǎo)軌將待噴涂工件從面光源視覺(jué)采集設(shè)備牽引至噴涂機(jī)器人，完成噴涂后將工件送至下一工作區(qū)。

進(jìn)一步地，所述面光源視覺(jué)采集設(shè)備還包括：

工業(yè)用高清攝像機(jī)，用于拍攝包含工件完整外廓的圖像；

工業(yè)用LED面光源照明設(shè)施，用于高清攝像機(jī)所需的提供高均勻、無(wú)色差的面光源；

以太網(wǎng)通信總線，用于將工業(yè)用高清攝像機(jī)采集到的工件圖像和視頻信息發(fā)送至工控機(jī)設(shè)備；

遮光暗室環(huán)境，用于過(guò)濾環(huán)境光，保證高清攝像機(jī)拍攝的成像質(zhì)量。