基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：一個或多個噴涂設(shè)備，每一噴涂設(shè)備設(shè)置于工件一側(cè)以對工件進(jìn)行噴涂；一個或多個視覺定位采集裝置，設(shè)置于工件的周圍，采集工件的多個特征點的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號；視覺定位處理器，其接收一個或多個視覺定位采集裝置生成的視覺信號，并且根據(jù)預(yù)存的工件的特征點的理想位置信息計算工件的位置偏差值，并根據(jù)位置偏差值調(diào)整每個噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法無需機(jī)械定位，工件只需在視覺定位采集裝置拍攝范圍內(nèi)就可以計算出偏差值，無需人工干預(yù)，智能化程度高；可快速調(diào)整噴涂設(shè)備與工件的位置關(guān)系，效率高。
【專利說明】
基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及涂裝領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)噴涂設(shè)備進(jìn)行批量噴涂作業(yè)時，為保證噴涂精度及噴涂的重復(fù)性，對諸如裝備之類的工件停留位置有較高要求，或需調(diào)整噴涂設(shè)備相對于工件的位置關(guān)系。
[0003]目前針對批量件，主要依靠以下兩種方式來保證噴涂精度及噴涂的重復(fù)性。
[0004]1.制造夾具，對工件進(jìn)行機(jī)械定位后來進(jìn)行噴涂。
[0005]2.當(dāng)定位發(fā)生偏差時，對噴涂設(shè)備的噴涂路徑采用人工調(diào)整。
[0006]根據(jù)上文所述，目前兩種解決方式的缺陷主要表現(xiàn)在:
[0007]1.制造夾具的成本增加;夾具清理成本高;機(jī)械定位誤差大;針對大工件，夾具的可實施性低，因此降低了工作效率，影響產(chǎn)品品質(zhì)。
[0008]2.常規(guī)噴涂設(shè)備不采用自動噴涂定位技術(shù)，對于大型工件，當(dāng)定位出現(xiàn)偏差時，完全采用人工調(diào)整噴涂路徑，自動化程度低，工作量大。
[0009]3.當(dāng)噴涂設(shè)備中包括機(jī)器人時，采用人工調(diào)整機(jī)器人路徑，易出現(xiàn)錯誤，會造成機(jī)器人及噴頭發(fā)生碰撞及損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010](一)要解決的技術(shù)問題
[0011]為了解決上述相關(guān)技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)及方法。
[0012](二)技術(shù)方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，包括:
[0014]—個或多個噴涂設(shè)備，每一噴涂設(shè)備設(shè)置于工件一側(cè)以對工件進(jìn)行噴涂；
[0015]一個或多個視覺定位采集裝置，設(shè)置于所述工件的周圍，采集所述工件的多個特征點的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，其中，所述特征點為所述工件上固定不變的特征，并且每一特征點均設(shè)置在相應(yīng)的視覺定位采集裝置的拍攝范圍內(nèi)；
[0016]視覺定位處理器，其接收所述一個或多個視覺定位采集裝置生成的視覺信號，并且根據(jù)預(yù)存的所述工件的特征點的理想位置信息計算所述工件的位置偏差值，并根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整每個噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。
[0017]可選地，所述一個或多個視覺定位采集裝置安裝于所述工件周邊的設(shè)備上。
[0018]可選地，所述一個或多個視覺定位采集裝置的采集范圍完全覆蓋所述工件的外形。
[0019]可選地，所述視覺定位采集裝置為攝像頭。
[0020]可選地，當(dāng)視覺定位采集裝置的數(shù)量為四個時，四個視覺定位采集裝置被布置在包圍所述工件的一個矩形噴涂作業(yè)區(qū)域的四個角位。
[0021]可選地，每一噴涂設(shè)備均包括:
[0022]底座支架，其安裝于地面上或方艙內(nèi)；
[0023]導(dǎo)軌，其安裝在所述底座支架上；
[0024]噴涂裝置，其安裝在所述導(dǎo)軌上并在所述導(dǎo)軌上移動，對所述工件進(jìn)行噴涂，并且接收所述位置偏差值。
[0025]可選地，所述噴涂裝置根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整自身的初始位置及噴涂路徑。
[0026]可選地，所述噴涂裝置為噴涂機(jī)器人。
[0027]可選地，所述底座支架通過螺栓固定在地面上或所述方艙內(nèi)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種基于視覺定位的噴涂方法，包括:
[0029]采集工件的多個特征點的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，發(fā)送所述視覺信號；
[0030]接收所述視覺信號；
[0031]根據(jù)預(yù)存的所述工件的特征點的理想位置信息計算所述工件的位置偏差值；
[0032]根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整每個噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。
[0033](三)有益效果
[0034]根據(jù)本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)以及方法具備以下有益效果:
[0035]1、無需噴涂夾具，節(jié)約制造成本，只需將工件的特征點的理想位置信息預(yù)存在視覺定位處理器中；
[0036]2、無需人工調(diào)整，對于同種產(chǎn)品，可自動進(jìn)行調(diào)整，智能化程度高；
[0037]3、響應(yīng)及調(diào)整速度快，提高工作效率；
[0038]4、工件所在位置只需在視覺定位采集裝置拍攝范圍內(nèi)就可以計算出位置偏差值，可快速調(diào)整噴涂設(shè)備與工件的位置關(guān)系。
【附圖說明】
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)的示意圖。
[0040]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的基于視覺定位的噴涂方法的流程。
【具體實施方式】
[0041]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0042]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)的示意圖。
[0043]本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)包括一個或多個噴涂設(shè)備、一個或多個視覺定位采集裝置102、視覺定位處理器103。
[0044]需要注意的是，圖1中所示的四個噴涂設(shè)備僅僅是示例，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用一個、兩個、三個、五個或更多的噴涂設(shè)備。圖1中所示的八個視覺定位采集裝置102僅僅是示例，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用八個以上或以下的視覺定位采集裝置102。圖1中所示的矩形的工件104僅僅是示例，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以對不同形狀及大小的工件進(jìn)行噴涂。本發(fā)明所提及的工件可以包括任何可以被噴涂的物品，例如，零件、裝備、建材等等。圖1中所示的位于噴涂設(shè)備一側(cè)的視覺定位處理器103僅僅是示例，視覺定位處理器103可以被安裝在任意合適位置。
[0045]具體而言，每一噴涂設(shè)備設(shè)置于工件一側(cè)以對工件104進(jìn)行噴涂。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以在工件104的一側(cè)設(shè)置多個噴涂設(shè)備。如圖1所示，當(dāng)工件104的尺寸過大時，可以將多個噴涂設(shè)備設(shè)置在工件104的同一側(cè)來對工件104進(jìn)行噴涂。
[0046]優(yōu)選地，每一噴涂設(shè)備均包括:底座支架105，其安裝于地面上或方艙內(nèi)；導(dǎo)軌106，其安裝在底座支架105上；噴涂裝置101，其安裝在導(dǎo)軌106上并在導(dǎo)軌106上移動，對工件104進(jìn)行噴涂，并且接收位置偏差值。優(yōu)選地，底座支架105通過螺栓固定在地面上或方艙內(nèi)。
[0047]優(yōu)選地，一個或多個(圖1中為八個)視覺定位采集裝置102設(shè)置于工件104的周圍，采集工件104的特征點的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號。優(yōu)選地，一個或多個視覺定位采集裝置102可以安裝于工件104周邊的設(shè)備上。例如，一個或多個視覺定位采集裝置102可以安裝于工件104周邊的噴涂設(shè)備上。特征點為所述工件(同一款工件)上固定不變的特征，并且每一特征點均設(shè)置在相應(yīng)的視覺定位采集裝置102的拍攝范圍內(nèi)。例如，圖1中的八個視覺定位采集裝置102中，每一個視覺定位采集裝置102可以拍攝到工件上的全部特征點中的一個或多個。例如，特征點可以是工件上的孔或人工粘貼的特征等。優(yōu)選地，工件上有至少四個特征點。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)實際情況，工件上少于四個特征點也是可行的。
[0048]優(yōu)選地，視覺定位處理器103接收一個或多個視覺定位采集裝置102生成的視覺信號，并且根據(jù)預(yù)存的工件104的特征點的理想位置信息計算工件104的位置偏差值，并根據(jù)位置偏差值調(diào)整每個噴涂設(shè)備與工件104的之間的位置關(guān)系。調(diào)整每個噴涂設(shè)備與工件104的之間的位置關(guān)系不僅指的是調(diào)整噴涂設(shè)備中的進(jìn)行噴涂的部件與工件104之間的靜止位置關(guān)系，還指的是調(diào)整噴涂設(shè)備中的進(jìn)行噴涂的部件在對工件104進(jìn)行噴涂時的路徑。優(yōu)選地，每個噴涂設(shè)備與工件104的之間的位置關(guān)系可以指的是噴涂裝置105的初始位置及噴涂路徑。因此，調(diào)整每個噴涂設(shè)備與工件104的之間的位置關(guān)系可以使得噴涂設(shè)備在對工件104噴涂時不會受到工件104的位置偏差的影響，而且無需人工干預(yù)就可以自動完成預(yù)定的噴涂作業(yè)。
[0049]在一個實施例中，當(dāng)工件104進(jìn)入噴涂工位時，實際位置可能與預(yù)設(shè)停留位置(理論上的位置)存在偏差，因此導(dǎo)致工件的特征點的實際位置與特征點的理論位置產(chǎn)生偏差，無法進(jìn)行自動噴涂作業(yè)。因此，在工件進(jìn)入設(shè)定位置后，視覺定位采集裝置102對工件104的位置進(jìn)行采集，即，采集特征點的位置信息，并通過信號傳輸?shù)揭曈X定位處理器103。視覺定位處理器103根據(jù)預(yù)存在其內(nèi)部的工件104的特征點的理想位置信息，進(jìn)行分析處理并計算出位置偏差值，將位置偏差值通過信號傳送至噴涂裝置101。噴涂裝置101根據(jù)位置偏差值調(diào)整自身的初始位置及噴涂路徑。優(yōu)選地，當(dāng)噴涂裝置101為噴涂機(jī)器人時，根據(jù)位置偏差值自動調(diào)整噴涂機(jī)器人的初始位置及噴涂路徑。因此，根據(jù)工件的實際特征點的位置信息，對噴涂裝置的初始位置及后續(xù)噴涂路徑姿態(tài)進(jìn)行自動調(diào)整，實現(xiàn)無需人工干預(yù)的智能化自動噴涂技術(shù)。
[0050]優(yōu)選地，噴涂設(shè)備的數(shù)量可以為一個、兩個、三個或四個。例如，當(dāng)工件是一塊需要單面噴涂的小板子時，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用一個噴涂設(shè)備。例如，當(dāng)工件是大型裝備時，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用兩個或四個噴涂設(shè)備(見圖1)。優(yōu)選地，當(dāng)工件是三棱柱狀的物體時，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用三個噴涂設(shè)備。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)中的噴涂設(shè)備的數(shù)量可以超過四個。
[0051]優(yōu)選地，一個或多個視覺定位采集裝置102的采集范圍完全覆蓋所述工件的外形。優(yōu)選地，視覺定位采集裝置102的數(shù)量可以為一個、兩個、三個、四個或更多個。例如，當(dāng)工件是一塊需要單面噴涂的小板子時，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用一個視覺定位采集裝置102。例如，當(dāng)工件是小型裝備時，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用兩個或四個視覺定位采集裝置102。優(yōu)選地，當(dāng)工件是三棱柱狀的物體時，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)可以采用三個視覺定位采集裝置102。
[0052]優(yōu)選地，當(dāng)視覺定位采集裝置102的數(shù)量為四個時，四個視覺定位采集裝置102可以被布置在包圍工件104的一個矩形噴涂作業(yè)區(qū)域的四個角位。
[0053]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)的視覺定位采集裝置的數(shù)量可以超過四個，例如，若工件長度很長，則根據(jù)對工件外形采集全覆蓋的原則，在相應(yīng)位置增添若干視覺定位采集裝置，因此可能需要四個以上的視覺定位采集裝置。如圖1所示，工件104尺寸過大(例如，是大型裝備)，因此，除了四個視覺定位采集裝置102可以被布置在包圍工件的矩形區(qū)域的四個角位之外，還可以在所述矩形區(qū)域的長邊的中部位置布置4個視覺定位采集裝置102，用于對位于四個角位的視覺定位采集裝置102拍攝不到的位置進(jìn)行拍攝。這保證了視覺定位采集裝置102對工件104的全覆蓋，并且視覺定位處理器103能夠獲得完整的特征點位置信息來計算位置偏差值。
[0054]優(yōu)選地，視覺定位采集裝置102可以為攝像頭。
[0055]在一個實施例中，視覺定位采集裝置102采集后的收據(jù)傳送到視覺定位處理器103，合成后進(jìn)行分析處理，并與特征點的理想位置信息(理論位置)比對(例如，此處的特征點的位置信息偏移包括X、Y、Z坐標(biāo)的偏移及與理想位置成一定角度的偏移)，自動生成解決方案并傳輸?shù)絿娡垦b置(例如，機(jī)器人)101。噴涂裝置101根據(jù)此方案自動調(diào)整初始位置并且重新生成噴涂路徑)。
[0056]優(yōu)選地，所述噴涂裝置101接收所述位置調(diào)整值。優(yōu)選地，噴涂裝置101根據(jù)所述位置調(diào)整值調(diào)整自身在導(dǎo)軌106上的位置和姿態(tài)。
[0057]優(yōu)選地，噴涂裝置101為噴涂機(jī)器人。
[0058]優(yōu)選地，底座支架105通過螺栓固定在地面上或方艙內(nèi)。這樣能夠使本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)中的噴涂設(shè)備的底座支架更穩(wěn)固。
[0059]優(yōu)選地，導(dǎo)軌106通過螺栓固定到底座支架105上。這樣能夠使本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)中的噴涂設(shè)備中的導(dǎo)軌更穩(wěn)固，噴涂裝置101在導(dǎo)軌上的移動也會更穩(wěn)定。
[0060]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的基于視覺定位的噴涂方法的流程圖。
[0061]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一實施例的基于視覺定位的噴涂方法包括步驟SI10、S120、S130和S140。
[0062]在步驟SllO中，采集工件的多個特征點的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，發(fā)送視覺信號。
[0063]在步驟S120中，接收視覺信號。
[0064]在步驟S130中，根據(jù)預(yù)存的工件的特征點的理想位置信息計算工件的位置偏差值。
[0065]在步驟S140中，根據(jù)位置偏差值調(diào)整每個噴涂設(shè)備與工件之間的位置關(guān)系。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)具備以下有益效果:
[0067]1、無需噴涂夾具，節(jié)約制造成本，只需將工件的特征點的理想位置信息預(yù)存在視覺定位處理器中；
[0068]2、無需人工調(diào)整，對于同種產(chǎn)品，可自動進(jìn)行調(diào)整，智能化程度高；3、響應(yīng)及調(diào)整速度快(可以<60s)，提高工作效率；
[0069]3、工件所在位置只需在視覺定位采集裝置拍攝范圍內(nèi)就可以計算出位置偏差值，可快速調(diào)整噴涂設(shè)備與工件的位置關(guān)系。
[0070]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一個或多個噴涂設(shè)備，每一噴涂設(shè)備設(shè)置于工件一側(cè)以對工件進(jìn)行噴涂； 一個或多個視覺定位采集裝置，設(shè)置于所述工件的周圍，采集所述工件的多個特征點的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，其中，所述特征點為所述工件上固定不變的特征，并且每一特征點均設(shè)置在相應(yīng)的視覺定位采集裝置的拍攝范圍內(nèi)； 視覺定位處理器，其接收所述一個或多個視覺定位采集裝置生成的視覺信號，并且根據(jù)預(yù)存的所述工件的特征點的理想位置信息計算所述工件的位置偏差值，并根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整每個噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。2.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述一個或多個視覺定位采集裝置安裝于所述工件周邊的設(shè)備上。3.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述一個或多個視覺定位采集裝置的采集范圍完全覆蓋所述工件的外形。4.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺定位采集裝置為攝像頭。5.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)視覺定位采集裝置的數(shù)量為四個時，四個視覺定位采集裝置被布置在包圍所述工件的一個矩形噴涂作業(yè)區(qū)域的四個角位。6.如權(quán)利要求1所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，每一噴涂設(shè)備均包括: 底座支架，其安裝于地面上或方艙內(nèi)； 導(dǎo)軌，其安裝在所述底座支架上； 噴涂裝置，其安裝在所述導(dǎo)軌上并在所述導(dǎo)軌上移動，對所述工件進(jìn)行噴涂，并且接收所述位置偏差值。7.如權(quán)利要求6所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述噴涂裝置根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整自身的初始位置及噴涂路徑。8.如權(quán)利要求6所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述噴涂裝置為噴涂機(jī)器人。9.如權(quán)利要求6所述的基于視覺定位的噴涂系統(tǒng)，其特征在于，所述底座支架通過螺栓固定在地面上或所述方艙內(nèi)。10.一種基于視覺定位的噴涂方法，其特征在于，包括: 采集工件的多個特征點的位置信息并生成相應(yīng)的視覺信號，發(fā)送所述視覺信號； 接收所述視覺信號； 根據(jù)預(yù)存的所述工件的特征點的理想位置信息計算所述工件的位置偏差值； 根據(jù)所述位置偏差值調(diào)整每個噴涂設(shè)備與所述工件之間的位置關(guān)系。
【文檔編號】B05B15/08GK105964453SQ201610555032
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】來剛
【申請人】青島金光鴻智能機(jī)械電子有限公司