[发明专利]一种机器人自动喷涂系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业机器人喷涂加工技术领域，具体的说是一种机器人自动喷涂系统的控制方法。

背景技术

工业喷涂生产领域的竞争正变得日趋激烈，对自动化水平，优化程度和油漆的质量需求日益提高。引入工业机器人喷涂系统将更加的环保节能、健康、安全，并将大幅降低成本。机器人路径对喷涂厚度的均匀性起决定性作用，而喷涂厚度的均匀性又强烈影响其产品的质量。

机器人喷涂路径的生成方式一般是调试人员根据待喷工件的3D图及现场多次示教编程后才能完成。此方法操作复杂，对操作者有较高专业技能要求同时柔性化较差，工件更换后要求重新编制新的一套轨迹程序，操作极其繁琐，耗时较长，使得喷涂加工的效率较低，影响到产品的生产效率。且传统示教编程下，需要保证不同工件每次摆放的位置姿态必须一致，因此针对不同的工件需要设计和制造专用的工装夹具完成对其的严格定位，工装夹具定位不准确严重会影响喷涂的质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种机器人自动喷涂系统的控制方法，可实现不同工件喷涂轨迹自动生成，从而降低用户的操作难度，且不需要额外的工装夹具，降低系统设计复杂性和使用维护成本。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：

一种机器人自动喷涂系统的控制方法，包括以下步骤：

(1)获取待喷涂工件特征数据：利用视觉系统扫描固定式或移动式的待喷涂工件，得到待喷涂工件数据以获取喷涂物的容貌特征，数据可以实时显示并传输至集成计算机处理，所述集成计算机内集成有用于对扫描数据处理并生成机器人喷涂的最优路径的图像处理系统和模拟机器人进行喷涂加工的仿真系统，本发明的数据具有实时性，即得到待喷涂工件数据后立刻传输给集成计算机，以确保集成计算机的快速反映并有助于喷涂轨迹的快速生成；

(2)图像处理系统处理所获取数据：图像处理系统接收来自视觉系统数据后，模拟人类视觉和推理首先删除多余信息，然后提取出待喷涂工件的实体数据组成了待喷涂工件的几何图形，这些特征将被检测和发送至轨迹映射模块中，由自动轨迹生成器进行轨迹自动生成处理；本发明的图像处理系统利用图像分割从不同的视觉设备中进行图像的合成工作，同时可以处理不同的待喷涂工件，该待喷涂工件以任意的位置和方向进行扫描后都可以进行处理，能够实现坐标系的实时跟踪，从而解决待喷涂工件为移动状态时的扫描问题。

(3)轨迹自动生成：由自动轨迹生成器生成机器人的喷涂程序，目标是为一个任何形状和尺寸的待喷涂工件找到一个最理想的自动喷涂轨迹，自动轨迹生成器集成了图形理论分析、路径优化算法、生成机器人运动轨迹，软件内部仿形系统作为一个数字化的功能，目的是实现恒定喷涂速度和高平滑性，自动轨迹生成器内置有基于特定行业喷涂经验的喷涂工艺专家系统，包含了基于大量的工件喷涂经验的数据积累以形成的具有最优的轨迹、参数的喷涂工艺，从而可针对不同的待喷涂工件制定最优的轨迹和参数，保证了喷涂加工的顺利进行；

(4)仿真：轨迹自动生成后由仿真系统模拟机器人去完成设定好的喷涂任务，从而对运动路径和轨迹的优化进行模拟仿真，机器人的关键概念例如正运动学、逆运动学、均可仿真实现，用于检测并解决碰撞、奇异点、关节速度极限和关节位置极限等问题；仿真中采用不同的颜色变化突出显示应用于该对象的整个表面的喷涂量。而且，用户可以显示所有机器人本体上的连杆的位置、速度以及加速度；

(5)操控用户界面：步骤(4)完成后，操作者操作用户界面实现喷涂，用户界面主要是为操作者操作机器人提供简易而方便的操作，可以选择语言、各类参数、统计、远程协助的功能；

(6)确定喷涂参数：机器人喷涂轨迹完成了喷涂的基本走向，为确保质量系统提供各类喷涂的参数调整功能，平面和边缘通用参数提供了偏移、开枪、关枪距离、轨迹过渡的参数，对于工件边缘的参数有Y角、偏移深度、连续移动角度、边选择的参数；对于平板的参数有运动方向、Y角度、Y角摆动、Z角度、Z角摆动、并行轨迹间隔、并行轨迹偏移、工件喷涂次数的参数；对于线参数有Y角度、Z角度、顶点偏移、顶点修正、角通过速度、面板框架的参数。

(7)喷涂加工：机器人喷涂系统根据确定好的仿形轨迹、结合供漆系统、喷涂工艺要求，对各种待喷涂工件进行喷涂，喷涂时利用机器人喷涂系统中的机器人本体下方安装的旋转底座完成自动抓取待喷涂工件和快速更换已喷涂工件，也可以采用其他的输送和上下料方式完成工件的更换。

所述视觉系统采用光栅、激光传感器实现对待喷涂工件的扫描。