[实用新型]一种用于工件涂装的三维扫描系统

说明书

本实用新型涉及一种用于工件涂装的三维扫描系统，包括输送线、上位机和执行机构；输送线的进料端设置有箱体，箱体为不透光的密闭箱体、且其上设置有用于发出激光线的激光器和用于拍摄的摄像机；输送线上设置有用于检测工件位置的光电传感器；上位机分别与执行机构、激光器、摄像机、光电传感器电控连接。利用激光器与摄像机的配合可实现大视野的三维扫描，最大可实现宽1500mm、长4500mm的工件扫描，同时可对工件的边、凹槽、凸条和面进行扫描，提高扫描精准度，进而实现工件的精准喷涂，使整个系统既具备传统的工件涂装行业工件的定位功能，同时又解决了机械定位和光幕定位无法对工件形状进行有效扫描的问题，实用性强。

技术领域

本实用新型涉及一种用于工件涂装的三维扫描系统。

背景技术

目前对于工件涂装行业的工件定位有两种方式。

第一种是机械定位法，它的基本原理是将工件通过输送线用机械结构固定工件定位，再通过输送线把工件输送到喷涂工位进行喷涂作业。但是机械定位法是无法对工件的形状进行分析处理，即喷涂工位不能实现工件的精确喷涂作业。

第二种是通过光幕检测扫描，得到工件的左右边界，然后控制喷涂机器人进行大范围往复喷涂作业。但是，光幕扫描精度低，不能同时对多个工件的边界进行精准扫描，从而影响工件的喷涂成品率，同时光幕扫描只能实现二维扫描，不能实现三维扫描，即无法对工件的沟槽或凸条进行扫描，导致喷涂机器人无法对工件进行精确喷涂作业。

因此，有必要进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种用于工件涂装的三维扫描系统，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种用于工件涂装的三维扫描系统，包括输送线，其特征在于：还包括上位机和执行机构；所述输送线的进料端设置有箱体，箱体为不透光的密闭箱体、且其上设置有用于发出激光线的激光器和用于拍摄的摄像机；所述输送线上设置有用于检测工件位置的光电传感器；所述上位机分别与执行机构、激光器、摄像机、光电传感器电控连接。

所述激光器与摄像机之间形成间距，并分别与输送线之间形成高度差。

所述激光器和摄像机分别设置在箱体的顶部或上部，其中，激光器和摄像机设置的高度一致或不一致。

所述激光器与摄像机之间形成一定的夹角设置，该夹角为30-60度。

所述箱体底部敞开、且形成敞开口；所述激光器通过敞开口对输送线上的工件发出激光线；所述摄像机通过敞开口对输送线上的工件进行拍摄。

所述执行机构至少包括工控机、PLC控制器、上料单元、下料单元、喷涂机器人；所述PLC控制器分别与工控机、上位机、上料单元、下料单元、喷涂机器人电控连接。

一种扫描成像方法，其特征在于：包括上述用于工件涂装的三维扫描系统；所述上位机内置有视觉软件控制程序，上位机通过视觉软件控制程序设置喷涂工艺参数、且对生产配方进行管理，并可接受激光器和摄像机的图像数据。

其中，三维扫描系统利用激光器发出激光线、且形成激光三角对工件实现三维扫描，以得到工件的三维点云数据，随后利用摄像机对扫描的工件进行拍摄，以得到工件的深度图，上位机对三维点云数据进行图像处理，并提取深度图特征数据，从而规划喷涂路径，再根据喷涂路径控制喷涂机器人对工件进行精确定位和喷涂作业。

所述扫描成像方法原理如下：工件通过输送线进入箱体内，激光器投射一条细长的发光直线，该发光直线为激光线、且照射到工件表面，激光线在输送过程中的工件表面被不停地重建，摄像机对投影到工件表面的激光线进行拍摄，并获得工件的不同轮廓图像，上位机根据轮廓图像进行图像处理，以最终实现工件的三维模型，并其将可视化。

所述扫描成像方法过程如下：