一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统，包括：多轴机器人、控制系统、可调式安装支架、摄像头、图像处理器、喷枪组件、工作台和清洗剂配制与存储组件；工作台上用于放置待清洗工件；可调式安装支架安装在多轴机器人的连接头上；喷枪组件和摄像头分别安装在可调式支架上，且朝向待清洗工件安装；清洗剂配制与存储组件与喷枪组件相连通；摄像头与图像处理器电性连接；控制系统分别与图像处理器、喷枪组件和清洗剂配制与存储组件电性连接。本发明专利技术可根据待清洗工件的图像空间特征智能规划路径，极大的保证机器人的适应能力，应对不同环境状态下的清洗工作。同环境状态下的清洗工作。同环境状态下的清洗工作。

【技术实现步骤摘要】
一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统


[0001]本专利技术涉及清洗剂配制与存储组件
，更具体的说是涉及一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统。

技术介绍

[0002]喷砂清洗工作是机械重复且操作复杂的工作，需要耗费大量人力物力，如果能将机器人技术应用到当中，就可以解放大量劳动力。机器人广泛应用于工业自动化领域，但是大多数情况下，机器人的作业过程是固定不变的，机器人通过示教录入运动轨迹，之后只是重复该轨迹来完成任务，无法感知外部复杂环境的变化，容错率很低。例如应用在大型船舶除锈的自动爬壁清洗除锈机器人，一个机器人的除锈能力相当于7个技术纯熟的除锈工人。但是自动爬壁除锈机器人是采用远程遥控的方式，还需要人为协助控制，智能化程度很低，如果可以结合视觉伺服技术，通过摄像头采集锈迹图像进行锈迹识别，然后控制机器人执行除锈操作，将极大地提高除锈效率。机器人视觉伺服技术随着图像识别技术及机器人技术的发展，已经有了很多成功应用于各行各业的案例，其有着广阔的发展空间。
[0003]目前市场上还没有清洗装备能够自动判别清洗对象的污染特征，并对污染区域实现全自动的喷砂清洗剂配制与存储组件。而且，清洗后的效果也还没有实现自动判别，更不用说对未清洗干净的区域进行自动补洗，因而导致清洗的效果难以保证。
[0004]因此，如何提供一种能够根据锈迹自动规划喷砂轨迹，并能根据清洗效果进行重复补洗的采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统，可根据待清洗工件的图像空间特征智能规划路径，极大的保证机器人的适应能力，应对不同环境状态下的清洗工作。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统，包括：多轴机器人、控制系统、可调式安装支架、摄像头、图像处理器、喷枪组件、工作台和清洗剂配制与存储组件；
[0008]所述工作台上用于放置待清洗工件；
[0009]所述可调式安装支架安装在所述多轴机器人的连接头上；
[0010]所述喷枪组件和所述摄像头分别安装在所述可调式支架上，且朝向待清洗工件安装；
[0011]所述清洗剂配制与存储组件与所述喷枪组件相连通；
[0012]所述摄像头与所述图像处理器电性连接；所述控制系统分别与所述图像处理器、所述喷枪组件和所述清洗剂配制与存储组件电性连接；
[0013]所述摄像头用于采集待清洗工件的图像，所述图像处理器用于对待清洗工件的图像进行处理；所述控制系统根据待清洗工件处理后的图像中的锈迹位置，自动生成所述多
轴机器人的运动轨迹，并控制所述多轴机器人按照运动轨迹运行，且同步启动所述清洗剂配制与存储组件和所述喷枪组件，执行单轮清洗工作；在单轮清洗工作完成后，根据经上轮清洗后的待清洗工件图像中的锈迹位置重新生成所述多轴机器人的运行轨迹，并按照重新生成的运行轨迹启动新一轮的清洗工作，直至锈迹完全清除。
[0014]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，所述图像处理器用于对待清洗工件的图像进行边缘检测、Hough变换和透视变化处理。
[0015]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，所述摄像头设置有多个，分别朝向待清洗工件的不同方向，对待清洗工件进行无死角拍摄。
[0016]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，所述控制系统还用于在单轮清洗工作完成之后，进行下一轮清洗工作之前，控制所述清洗剂配制与存储组件和所述喷枪组件喷射纯水流清洗待清洗工件表面的残留砂水，清洗残留砂水后，控制所述摄像头对待清洗工件进行图像采集。
[0017]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，所述喷枪组件包括高压水喷枪和磨料射流喷枪；所述高压水喷枪和所述磨料射流喷枪分别与所述清洗剂配制与存储组件相连通；所述高压水喷枪用于喷射纯高压水；所述磨料射流喷枪用于喷射水砂混合物或干砂。
[0018]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，所述清洗剂配制与存储组件包括喷砂组件和喷水组件；所述喷砂组件包括搅拌桶、第一输送泵和水砂输送管道；所述搅拌桶用于按照特定比例配制水砂混合物；所述第一输送泵安装在所述搅拌桶内；配制好的水砂混合物经所述第一输送泵增压后，再经所述水砂输送管道输送至所述磨料射流喷枪喷出；
[0019]所述喷水组件包括储水罐、第二输送泵和水输送管道；所述储水罐用于盛装水；所述第二输送泵安装在所述储水罐中；水经所述第二输送泵增压后，再经所述水输送管道输送至所述高压水喷枪喷出。
[0020]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，所述水砂输送管道中安装有过滤网。
[0021]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，还包括干砂存储罐和干砂泵；所述干砂存储罐用于存放干砂，干砂经所述干砂泵增压后，再经所述水砂输送管道输送至所述磨料射流喷枪喷出。
[0022]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，还包括回收池，所述回收池用于回收清洗后的污染砂水。
[0023]优选的，在上述一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统中，所述可调节式支架在所述多轴机器人的驱动下，实现三轴方向的距离调整。
[0024]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统，具有以下有益效果：
[0025]1、本专利技术将多轴机器人技术应用到清洗喷砂行业当中，可以解放大量劳动力，实现自动化，高效率的生产，且具有一定的通用性，既可以用于零部件除锈，也可以用于零件的翻新，零件表面的打磨、清洗。
[0026]2、本专利技术在清洗过程中，采用摄像头对待处理的工件进行图像采集，利用图像处
理器对待清洗工件图像进行分析，提取待清洗工件的锈迹特征，生成清洗路径，并在除锈后对除锈效果进行检测，如果仍然存在锈迹，则重新规划清洗路径，进行新一轮的清洗工作，直至锈迹清除干净，实现自动判别清洗部件的污染特征，并对污染区域实现智能全自动的喷砂清洗，实现清洗后的效果自动判别，可对未清洗干净的区域进行自动补洗。
[0027]3、本专利技术多轴机器人可以灵活调节除锈的高度、角度，根据不同锈迹情况进行调整，可以大大扩展喷砂除锈的范围，可以到达工件的每一个位置，结合图像处理可以有针对性的进行除锈处理，不仅智能化程度高，还能节省砂水等资源，保证除锈质量。解决了传统的清洗除锈系统存在自动化程度不高、除锈效率低、环境污染等问题。
[0028]4、本专利技术采用多个摄像头组合可扩大视野，可避免出现遮挡、视觉死角等现象，而且能够识别立体景象，确保清洗的彻底性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统，其特征在于，包括：多轴机器人、控制系统、可调式安装支架、摄像头、图像处理器、喷枪组件、工作台和清洗剂配制与存储组件；所述工作台上用于放置待清洗工件；所述可调式安装支架安装在所述多轴机器人的连接头上；所述喷枪组件和所述摄像头分别安装在所述可调式支架上，且朝向待清洗工件安装；所述清洗剂配制与存储组件与所述喷枪组件相连通；所述摄像头与所述图像处理器电性连接；所述控制系统分别与所述图像处理器、所述喷枪组件和所述清洗剂配制与存储组件电性连接；所述摄像头用于采集待清洗工件的图像，所述图像处理器用于对待清洗工件的图像进行处理；所述控制系统根据待清洗工件处理后的图像中的锈迹位置，自动生成所述多轴机器人的运动轨迹，并控制所述多轴机器人按照运动轨迹运行，且同步启动所述清洗剂配制与存储组件和所述喷枪组件，执行单轮清洗工作；在单轮清洗工作完成后，根据经上轮清洗后的待清洗工件图像中的锈迹位置重新生成所述多轴机器人的运行轨迹，并按照重新生成的运行轨迹启动新一轮的清洗工作，直至锈迹完全清除。2.根据权利要求1所述的一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统，其特征在于，所述图像处理器用于对待清洗工件的图像进行边缘检测、Hough变换和透视变化处理。3.根据权利要求1所述的一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统，其特征在于，所述摄像头设置有多个，分别朝向待清洗工件的不同方向，对待清洗工件进行无死角拍摄。4.根据权利要求1所述的一种采用视觉伺服控制的喷砂清洗系统，其特征在于，所述控制系统还用于在单轮清洗工作完成之后，进行下一轮清洗工作之前，控制所述清洗剂配制与存储组件和所述喷枪组件喷射纯水流清洗待清洗工件表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖力清，彭浩，凌玉华，李中华，张静秋，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：