一种控制喷涂机器人路径的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及喷涂领域，具体涉及一种控制喷涂机器人路径的方法。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于提供一种控制喷涂机器人路径的方法，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。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 本发明提供了一种控制喷涂机器人路径的方法，其特征在于，所述控制喷涂机器人路 径的方法包括以下步骤： 读取喷涂工件的三维投影视图； 读取所述喷涂机器人的喷涂参数； 根据所述三维投影视图和所述喷涂参数计算所述喷涂工件的每个单面的喷涂路径； 将所述每个单面的喷涂路径显示在显示器上； 读取用户指令； 根据所述用户指令修改所述喷涂参数； 根据修改后的喷涂参数计算所述喷涂工件的每个单面的喷涂路径； 根据所述每个单面的喷涂路径产生整体喷涂路径；以及 产生喷涂指令，以控制所述喷涂机器人喷涂所述喷涂工件。
[0006] 在一个实施例中，所述根据所述三维投影视图和所述喷涂参数计算所述喷涂工件 的每个单面的喷涂路径的步骤还包括： 根据所述三维投影视图确定所述工件的多个待喷涂面； 根据所述喷涂参数和所述三维投影视图计算所述喷涂机器人的喷枪的喷涂节点跨度 和漆雾直径； 根据所述喷涂节点跨度和所述漆雾直径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； 根据所述喷涂节点的每一个节点的三维坐标和所述每一个节点的相邻节点的三维坐 标计算每一个喷涂节点的法向量，所述法向量表示所述喷枪在对应喷涂节点的空间状态； 根据所述喷涂节点的三维坐标生成所述带喷涂面的喷涂轨迹； 对所述喷涂轨迹进行空间拟合，以得到拟合后喷涂轨迹； 根据所述拟合后的喷涂轨迹计算所述喷枪的运行轨迹。
[0007] 在一个实施例中，所述三维投影视图包括主视图、俯视图和左视图，所述计算每一 个面的所述喷涂节点对应的三维坐标的步骤还包括： 读取所述主视图中的目标喷涂节点，所述目标喷涂节点在所述主视图中的二维坐标为 (X，Z)，所述目标喷涂节点在三维空间的坐标为（X，Y，Z); 遍历检测所述俯视图中第X行属于所述待测工件的喷涂节点列坐标； 比较所述列坐标，以得到所述列坐标的最大值Y_Maxl和最小值Y_Minl ; 遍历检测所述左视图中第Z列属于所述待测工件的喷涂节点行坐标； 比较所述行坐标，以得到所述行坐标的最大值Y_Max2和最小值Y_Min2 ; 计算所述最大值Y_Maxl和所述最大值Y_Max2之间的第一差值； 计算所述最小值Y_Minl和所述最小值Y_Min2之间的第二差值； 当所述第一差值大于第一预设阈值或者所述第二差值大于第二预设阈值时，则停止计 算所述目标喷涂节点的三维坐标，否则，继续执行接下来的步骤； 当所述第一差值小于所述第一预设阈值且所述第二差值小于所述第二预设阈值，则比 较所述最大值Y_Maxl和所述最大值Y_Max2,并且比较所述最小值Y_Minl和所述最小值Y_ Min2 ； 当所述最大值Y_Maxl等于所述最大值Y_Max2,则所述目标喷涂节点的三维坐标中的Y 坐标的最大值Y_Max等于Y_Maxl或Y_Max2,否则，Y坐标的最大值Y_Max为Y_Maxl和Y_ Max2中的较小值； 当所述最小值Y_Minl等于所述最小值Y_Min2,则所述目标喷涂节点的三维坐标中的 Y坐标的最小值Y_ Min等于Y_Minl或Y_Min2,否则，Y坐标的最小值Y_ Min为Y_Minl和 Y_Min2中的较小值； 读取所述待喷涂工件的喷涂面编号； 当所述编号为奇数时，则所述目标喷涂节点的坐标Y等于最小值Y_Min ; 当所述编号为偶数时，则所述目标喷涂节点的坐标Y等于最大值Y_Max ; 在一个实施例中，所述三维投影视图包括主视图、俯视图和左视图，所述计算每一个喷 涂节点法向量的步骤还包括： 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； 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构成的三角形（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。
[0008] 在一个实施例中，所述对所述喷涂轨迹进行空间拟合的步骤还包括： 选择所述每一个喷涂节点的扫描方式； 读取所述多个待喷涂面的当前面的数据； 根据第N行节点的三维坐标将所述第N行节点投影到所述当前面，以得到在所述当前 面上的多个投影节点的三维坐标； 计算所述多个投影节点的每个节点与所述第N行节点对应的节点的连接线的斜率； 比较每个节点对应的斜率和相邻节点对应的斜率之间的大小，其中，所述投影节点包 括第一节点； 当所述比较结果表明所述第一节点的斜率与相邻斜率相等，则对所述第一节点加上第 一编号，否则，对所述第一节点加上第二编号； 遍历检测所述多个投影节点的编号； 当所述第一节点的编号为第一编号时，则在所述第一节点和所述第一节点的相邻节点 之间的区间加上第一索引值； 当所述第一节点的编号为第二编号时，则在所述第一节点和所述第一节点的相邻节点 之间的区间加上第二索引值； 根据所述每一个节点对应的索引值拟合所述喷涂轨迹。
[0009] 在一个实施例中，所述根据所述每一个节点对应的索引值拟合所述喷涂轨迹的步 骤还包括： 当所述区间的索引值为第一索引值时，则所述区间的喷涂轨迹为连接包含于所述区间 节点的直线；以及 当所述区间的索引值为第二索引值时，则对所述区间采样多个点，并对所述多个点进 行三次差值拟合，以得到所述区间的曲线，即所述区间的喷涂轨迹为所述曲线。
[0010] 在一个实施例中，根据所述拟合后的喷涂轨迹计算所述喷枪的运行轨迹的步骤还 包括： 根据所述喷涂节点的拟合轨迹和所述法向量按照以下公式计算所述喷枪的喷涂轨迹 和法向量：
【主权项】
1. 一种控制喷涂机器人路径的方法，其特征在于，所述控制喷涂机器人路径的方法包 括以下步骤： 读取喷涂工件的三维投影视图； 读取所述喷涂机器人的喷涂参数； 根据所述三维投影视图和所述喷涂参数计算所述喷涂工件的每个单面的喷涂路径； 将所述每个单面的喷涂路径显示在显示器上； 读取用户指令； 根据所述用户指令修改所述喷涂参数； 根据修改后的喷涂参数计算所述喷涂工件的每个单面的喷涂路径； 根据所述每个单面的喷涂路径产生整体喷涂