一种设置待喷涂工件的三维喷涂节点法向量的方法技术

本发明专利技术公开了一种设置待喷涂工件的三维喷涂节点法向量的方法，包括以下步骤：根据所述三维投影视图确定所述工件的多个待喷涂面；根据所述喷枪的喷涂参数和所述三维投影视图确定所述多个待喷涂面的每一个面的喷涂节点，并得到所述喷涂节点的二维点坐标；根据所述三维投影视图的各视图二维点坐标对应关系计算每一个面的所述喷涂节点对应的三维坐标；遍历读取所述每一个面的喷涂节点三维坐标，并确定每一个目标喷涂节点的法向量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及喷涂领域，具体涉及一种设置待喷涂工件的三维喷涂节点法向量的方 法。
技术介绍
在喷涂行业使用喷涂机器人可以避免人工长期处于有毒有害的生产环境。目前对 喷涂机器人的编程方式主要包括人工示教法和离线编程法。人工示教法是由经验丰富的工 人操作机器人控制手柄来逐步移动喷枪的位置，以完成整个喷涂路径的设定。通过记录和 保存机器人末端关节的参数变化和位置，使得机器人可以重复原来的运动轨迹，以实现自 动喷涂。此种方法具有相对较高的人工成本。 离线编程法需要利用计算机图形技术预先生成喷涂工件模型。在对工件进行喷涂 的时候，根据已有喷涂工件模型和喷涂工艺计算喷涂路径，并根据该喷涂路径命令机器人 进行喷涂。然而，实际应用中所采用的机器人离线编程软件操作相对复杂，并且需要精确的 工件CAD模型或三维模型，才能模拟产生较为精准的喷涂路径。但是在家具板材等对喷涂 路径精准度要求不高的生产环境中，这些板材工件往往没有CAD或三维模型，则无法利用 离线编程软件去模拟生成喷涂路径。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种设置待喷涂工件的三维喷涂节点法向量 的方法，以减少人工参与，提高喷涂路径生成精度，减少喷涂的复杂程度，提高可操作性。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案： 本专利技术提供了，所述法向量表示喷 枪在所述三维喷涂节点的空间状态，其特征在于，所述设置待喷涂工件的三维喷涂节点法 向量的方法包括以下步骤： 根据所述三维投影视图确定所述工件的多个待喷涂面； 根据所述喷枪的喷涂参数和所述三维投影视图确定所述多个待喷涂面的每一个面的 喷涂节点，并得到所述喷涂节点的二维点坐标； 根据所述三维投影视图的各视图二维点坐标对应关系计算每一个面的所述喷涂节点 对应的三维坐标； 遍历读取所述每一个面的喷涂节点三维坐标，并采用以下方法确定每一个目标喷涂节 点的法向量： 读取目标喷涂节点J的三维空间坐标； 检测所述目标喷涂节点的四个相邻方向上的相邻节点Jl、J2、J3和J4 ; 读取所述四个相邻节点Jl、J2、J3和J4的三维空间坐标； 分别用直线连接喷涂节点J、Jl、J2、J3和J4构成三角形（J，Jl，J2)、（ J，J2, J3)、（ J， J3, J4)和（J，J4, J1)，其中，（J，Jl，J2)表示用直线将节点J、Jl和J2连接形成的三角形， (J，J2, J3)表示用直线将节点J、J2和J3连接形成的三角形，（J，J3, J4)表示用直线将 节点J、J3和J4连接形成的三角形，（J，J4, Jl)表示用直线将节点J、J4和Jl连接形成 的三角形； 分别计算三角形（J，Jl，J2)、（ J，J2, J3)、（ J，J3, J4)和（J，J4, Jl)的 4 个法向量； 计算所述4个法向量的平均值，以得到所述目标喷涂节点J的法向量。 与现有技术相比，采用本专利技术的智能机器人控制系统和方法可以自动测量工件三 视图，并根据三视图自动生成喷枪的喷涂轨迹。这个过程中不需要人工试喷，从而提高了喷 涂精度，减轻了人为负担。同时，由于不会受到工件CAD图的限制，本专利技术的智能机器人控 制系统和方法操作更加简便，适用面更广。【附图说明】 图1所示为根据本专利技术的实施例的智能机器人喷涂系统。 图2所示为根据本专利技术的实施例的光学测量设备。 图3所示为根据本专利技术的实施例的传送台的示意图。 图4所示为根据本专利技术的实施例的光幕支撑装置的示意图。 图5所示为根据本专利技术的实施例的电机控制模块的结构图。 图6所示为根据本专利技术的实施例的控制喷涂机器人的喷涂方法流程图。 图7所示为根据本专利技术的实施例的对喷涂工件进行光学测量的方法流程图。 图8所示为根据本专利技术的另一实施例的对喷涂工件进行光学测量的方法流程图。 图9所示为根据本专利技术的实施例的中央控制器的方法流程图。 图10所示为根据本专利技术的实施例的中央控制器的另一方法流程图。 图11所示为根据本专利技术的实施例的计算单面的喷涂路径的方法流程图。 图12所示为根据本专利技术的实施例的单面喷涂节点示意图。 图13所示为根据本专利技术的实施例的计算单面喷涂节点对应的三维坐标的方法流 程图。 图14所示为根据本专利技术的实施例的计算主视图喷涂节点对应的三维坐标的方法 流程图。 图15所示为根据本专利技术的实施例的计算俯视图喷涂节点对应的三维坐标的方法 流程图。 图16所示为根据本专利技术的实施例的计算左视图喷涂节点对应的三维坐标的方法 流程图。 图17所示为根据本专利技术的实施例的计算每一个喷涂节点法向量的方法流程图。 图18所示为根据本专利技术的实施例的目标喷涂节点和相邻节点的示意图。 图19所示为根据本专利技术的实施例的对所述喷涂轨迹进行空间拟合的方法流程 图。 图20所示为根据本专利技术的实施例的产生整体喷涂路径的方法流程图。【具体实施方式】 以下将对本专利技术的实施例给出详细的说明。尽管本专利技术将结合一些【具体实施方式】 进行阐述和说明，但需要注意的是本专利技术并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本专利技术 进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。 另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。 本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对 于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。 图1所示为根据本专利技术的实施例的智能机器人喷涂系统100。在一个实施例中，智 能机器人喷涂系统100包括光学测量设备106、主控设备102和喷涂设备104。在一个实施 例中，喷涂设备104包括喷涂机器人112和装配于喷涂机器人112的喷枪110。光学测量设 备106对喷涂工件进行光学测量，以获取所述喷涂工件的三维投影视图和所述喷涂工件的 尺寸信息，并产生表示所述三维投影视图和所述尺寸信息的工件信号。主控设备102与光 学测量设备106相连，用于接收所述工件信号，读取与喷涂机器人112相关的喷涂参数，根 据所述工件信号和所述喷涂参数计算所述喷涂机器人112的喷涂路径，并产生包含所述喷 涂路径信息的喷涂指令。喷涂设备104与所述主控设备相连。喷涂设备104根据所述喷涂 指令按照所述喷涂路径进行喷涂操作。 优点在于，智能机器人喷涂系统100利用光学测量设备106实时测量喷涂工件的 三维投影视图，并根据所述三维投影视图自动生成喷枪的喷涂轨迹。由于不需要人工手动 操作，智能机器人喷涂系统100提高了喷涂精度。由于不需要标准工件的CAD图片，智能机 器人喷涂系统100节约了成本。 在图1所述的实施例中，主控设备102包括中央控制器126、设备驱动存储器120、 显示器122、模型接口 124和控制按钮128。设备驱动存储器120、显示器122、模型接口 124 和控制按钮128与中央控制器126相连。中央控制器126通过模型接口 124与光学测量设 备106进行通信，用于接收光学测量设备106传送来的三维投影视图。中央控制器126从 设备驱动存储器120中读出驱动参数，并给光学测量设备106和喷涂设备104配置驱动运 行参数。中央控制器126根据待测工件的三维投影视图和喷涂参数生成喷涂路径，并在显 示器122上显示。工作人员通过显示器122查看自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设置待喷涂工件的三维喷涂节点法向量的方法，所述法向量表示喷枪在所述三维喷涂节点的空间状态，其特征在于，所述设置待喷涂工件的三维喷涂节点法向量的方法包括以下步骤：根据所述三维投影视图确定所述工件的多个待喷涂面；根据所述喷枪的喷涂参数和所述三维投影视图确定所述多个待喷涂面的每一个面的喷涂节点，并得到所述喷涂节点的二维点坐标；根据所述三维投影视图的各视图二维点坐标对应关系计算每一个面的所述喷涂节点对应的三维坐标；遍历读取所述每一个面的喷涂节点三维坐标，并采用以下方法确定每一个目标喷涂节点的法向量：读取目标喷涂节点J的三维空间坐标；检测所述目标喷涂节点的四个相邻方向上的相邻节点J1、J2、J3和J4；读取所述四个相邻节点J1、J2、J3和J4的三维空间坐标；分别用直线连接喷涂节点J、J1、J2、J3和J4构成三角形（J，J1，J2）、（J，J2，J3）、（J，J3，J4）和（J，J4，J1），其中，（J，J1，J2）表示用直线将节点J、J1和J2连接形成的三角形, （J，J2，J3）表示用直线将节点J、J2和J3连接形成的三角形, （J，J3，J4）表示用直线将节点J、J3和J4连接形成的三角形, （J，J4，J1）表示用直线将节点J、J4和J1连接形成的三角形；分别计算三角形（J，J1，J2）、（J，J2，J3）、（J，J3，J4）和（J，J4，J1）的4个法向量；计算所述4个法向量的平均值，以得到所述目标喷涂节点J的法向量。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘应德，周义维，龙望，
申请(专利权)人：成都思达特电器有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51