[發明專利]一種用于自動化噴涂過程的程序匹配和迭代優化方法

有效

• 申請號: 202110902089.0
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113695109B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 余志強;許旭東;王攀;謝敏;楊晶;李仁宏;劉磊;李星彤;曹亮
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司;成都信息工程大學
• 主分類號: B05B12/00
• 分類號: B05B12/00;B05B12/08;B05B12/12;B05B13/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 程余

1.一種用于自動化噴涂過程的程序匹配和迭代優化方法，其特征在于，包括數據準備步驟、噴涂程序智能匹配步驟、參數設置步驟、噴涂執行步驟、噴涂過程實時監控步驟、參數動態調整步驟、參數迭代優化步驟；其中，

數據準備步驟是指對智能噴涂系統中包括噴涂機器人、質量檢測設備的性能工作參數、噴涂零件特征數據、噴涂作業過程數據、噴涂工藝參數進行結構化定義，并基于數據結構化定義構建各類噴涂領域知識模型，支撐形成噴涂領域知識庫；

噴涂程序智能匹配步驟是指在噴涂作業執行前，通過自動識別待噴涂零件的幾何特征，使之與噴涂作業流程、噴涂工藝程序相匹配；主要包括以下兩步：

1)?待噴涂零件關鍵特征自動識別，待噴涂零件在進入噴涂生產線后且未噴涂前，自動調取、識別待噴涂零件的相關信息，如通過讀取識別待噴涂零件任務清單獲得零件種類、零件構成材質、零件噴涂要求數據，通過讀取識別待噴涂零件理論數模特征獲得零件幾何特征數據；并基于噴涂系統機器視覺自動化檢測技術和功能，對待噴涂零件進行機器視覺識別判斷，此識別判斷過程基于視覺圖像與理論數模特征進行對比判別方法實現，以確定待噴涂零件是否與所獲取的待噴涂零件相關信息相符合；

2)?噴涂作業流程、噴涂工藝程序智能匹配，基于上一步自動調取、識別待噴涂零件的相關信息，采用噴涂作業關鍵特征匹配方法，根據所獲取的相關關鍵特征，自動匹配噴涂領域知識庫中的相關零件噴涂作業流程、噴涂工藝程序；

參數設置步驟是指基于噴涂領域知識庫，對機器人位置、角度、噴涂量、噴涂零件狀態進行參數設置；

噴涂執行步驟是指噴涂執行系統通過接收決策系統發出的各類指令來完成最終的噴涂作業和噴涂質量檢測；

噴涂過程實時監控步驟是指對噴涂過程中噴涂機器人的運行狀態數據、零件狀態數據、噴涂效果實時監測數據信息進行采集和分析；

參數動態調整步驟是指在噴涂執行過程中，基于噴涂過程實時監控結果得到的機器人運行狀態、零件姿態、噴涂效果信息，結合噴涂領域知識庫中的噴涂作業流程、噴涂工藝，進行噴涂自動化設備實時動態運行參數調整，并按照調整后的參數執行噴涂作業；

在按照已設置參數進行噴涂作業過程中，根據檢測的機器人實時噴涂作業參數、機器人實時運動軌跡數據、噴涂作業現場環境監控數據、油漆物料消耗監控數據、現場視頻圖像信號采集及分析數據、爐溫信息，結合噴涂領域知識庫中的工藝知識進行優化計算，從而實現零件噴涂全過程的參數自動化調整；

參數迭代優化步驟是指在每次噴涂完成后評估噴涂質量，依據評估結果針對性地優化相應參數，并將結果錄入噴涂領域知識庫，使之應用到下一次噴涂作業中。

2.根據權利要求1所述的一種用于自動化噴涂過程的程序匹配和迭代優化方法，其特征在于，還包括設備智能預警步驟，設備智能預警步驟是指當感知環節監測到噴涂過程出現狀態突變、故障報警的異常狀態時，對產生的異常狀態進行分析、定位，確定異常部位、故障原因、故障程度、是否影響后續的噴涂作業。

3.根據權利要求2所述的一種用于自動化噴涂過程的程序匹配和迭代優化方法，其特征在于，所述的設備智能預警步驟的具體實施過程如下：

S1、獲取機器人參與噴涂過程的設備當前運行狀態數據；

S2、對獲取的數據進行濾波去燥處理，對濾波去燥后的數據信息進行關鍵點特征分析，判斷監測信號是否有異常突變，并快速匹配歷史故障現象；

S3、基于正常運行狀態數據與歷史狀態數據，擬合出參與噴涂過程的設備動態運行監測數據信息的變化趨勢，以此判斷設備是否滿足噴涂作業任務的需求；

S4、以步驟S3中設備動態運行監測數據信息的變化趨勢擬合結果為依據，采用設備可靠性分析策略和故障預警模型，分析變化趨勢突變關鍵點，并給出機器人設備的機械部件故障發生的預測時間，以此實現對其壽命期限的預測；

S5、對接近變化趨勢突變關鍵點的臨界壽命部件進行壽命期限臨界預警并更換。

4.根據權利要求1所述的一種用于自動化噴涂過程的程序匹配和迭代優化方法，其特征在于，噴涂執行系統包括機器人設備主體、裝夾工具、位置傳感器、數據采集和接收器、執行機構和噴涂控制系統，噴涂執行系統通過接收決策系統發出的各類噴涂作業指令來完成最終零件的噴涂、噴涂質量檢測的物理動作。

5.根據權利要求4所述的一種用于自動化噴涂過程的程序匹配和迭代優化方法，其特征在于，噴涂過程實時監控步驟具體實施過程包括：

步驟S1、在零件裝夾完成后，通過對實物進行掃描自動建立精確的虛擬仿真模型，并在此基礎上進行噴涂位置及角度檢查，若存在問題則自動進行優化調整；

步驟S2、在噴涂過程中實時監測機器人設備故障預警、噴涂質量外觀檢測、及現場視頻圖像信號采集，以保證零件噴涂質量；

步驟S3、針對噴涂過程中常見的異常情況，提前設定相應的處理辦法，在噴涂過程中檢測到異常后自動處理，避免噴涂過程的中斷。