一种机器人自动喷涂系统的控制方法

《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》是芜湖希美埃机器人技术有限公司于2015年5月29日申请的专利,该专利申请号:2015102886929,专利公布号:CN104841593A,专利公布日:2015年8月19日,发明人是:艾尼奥·萨卡维里、丹尼尔·皮兰。 
《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》公开了一种机器人自动喷涂系统的控制方法,包括以下步骤:(1)获取待喷涂工件特征数据;(2)图像处理系统处理所获取数据;(3)轨迹自动生成;(4)仿真;(5)操控用户界面;(6)确定喷涂参数;(7)喷涂加工。《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》具有自动化程度高、加工精度高和适用面广等优点,可实现不同工件喷涂轨迹自动生成,从而降低用户的操作难度,替代了传统的针对单个不同型号的待喷涂工件的人工编程,缩短了喷涂加工所耗费的时间,提高了生产效率。 
2021年8月16日,《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》获得安徽省第八届专利奖银奖。 
(概述图为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的摘要附图) 

一种机器人自动喷涂系统的控制方法基本信息

中文名 一种机器人自动喷涂系统的控制方法 公布号 CN104841593A
公布日 2015年8月19日 申请号 2015102886929
申请人 芜湖希美埃机器人技术有限公司 申请日 2015年5月29日
地    址 安徽省芜湖市鸠江区鸠江经济开发区飞跃东路8号 发明人 艾尼奥·萨卡维里、丹尼尔·皮兰
Inc.Cl. B05B13/04(2006.01)I 类    别 发明专利

《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》涉及工业机器人喷涂加工技术领域,具体的说是一种机器人自动喷涂系统的控制方法。

一种机器人自动喷涂系统的控制方法造价信息

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工业喷涂生产领域的竞争正变得日趋激烈,对自动化水平,优化程度和油漆的质量需求日益提高。引入工业机器人喷涂系统将更加的环保节能、健康、安全,并将大幅降低成本。机器人路径对喷涂厚度的均匀性起决定性作用,而喷涂厚度的均匀性又强烈影响其产品的质量。

机器人喷涂路径的生成方式一般是调试人员根据待喷工件的3D图及现场多次示教编程后才能完成。此方法操作复杂,对操作者有较高专业技能要求同时柔性化较差,工件更换后要求重新编制新的一套轨迹程序,操作极其繁琐,耗时较长,使得喷涂加工的效率较低,影响到产品的生产效率。且传统示教编程下,需要保证不同工件每次摆放的位置姿态必须一致,因此针对不同的工件需要设计和制造专用的工装夹具完成对其的严格定位,工装夹具定位不准确严重会影响喷涂的质量。

图1为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的工作时的原理图;

图2为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的控制流程图;

图3为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的工件边缘的参数有Y角参数应用示意图;

图4为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的边缘的参数的偏移深度参数的应用示意图;

图5为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的边缘的参数的连续移动角度参数的应用示意图;

图6为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的边缘的参数中的边选择的参数的应用示意图一;

图7为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的边缘的参数中的边选择的参数的应用示意图二;

图8为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的平板的参数的运动方向参数的应用示意图;

图9为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的平板的参数中的Y角摆动参数的应用示意图;

图10为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的平板的参数中的Z角度参数的应用示意图;

图11为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的平板的参数中的Z角摆动参数的应用示意图;

图12为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的平板的参数中的并行轨迹间隔参数的应用示意图;

图13为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的平板的参数中的并行轨迹偏移参数的应用示意图;

图14为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的线参数中的Y角度参数的应用示意图;

图15为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的线参数中的Z角度参数的应用示意图;

图16为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的线参数中的顶点长度的定义示意图;

图17为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的线参数中的顶点偏移参数的应用示意图;

图18为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的线参数中的顶点修正参数的应用示意图;

图19为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》针对复杂的平面工件使能和不使能时的应用示意图;

图20为《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的线参数中的面板框架参数的应用示意图。

一种机器人自动喷涂系统的控制方法常见问题

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2021年8月16日,《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》获得安徽省第八届专利奖银奖。

如图1和图2所示,一种机器人自动喷涂系统的控制方法,包括以下步骤:

(1)获取待喷涂工件特征数据:利用视觉系统1扫描固定式或移动式的待喷涂工件,得到待喷涂工件数据以获取喷涂物的容貌特征,数据可以实时显示并传输至集成计算机4处理,所述集成计算机4内集成有用于对扫描数据处理并生成机器人喷涂的最优路径的图像处理系统和模拟机器人进行喷涂加工的仿真系统,《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的数据具有实时性,即得到待喷涂工件数据后立刻传输给集成计算机4,以确保集成计算机4的快速反映并有助于喷涂轨迹的快速生成;

(2)图像处理系统处理所获取数据:图像处理系统接收来自视觉系统1数据后,模拟人类视觉和推理首先删除多余信息,然后提取出待喷涂工件的实体数据组成了待喷涂工件的几何图形,这些特征将被检测和发送至轨迹映射模块中,由自动轨迹生成器进行轨迹自动生成处理;《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的图像处理系统利用图像分割从不同的视觉设备中进行图像的合成工作,同时可以处理不同的待喷涂工件,该待喷涂工件以任意的位置和方向进行扫描后都可以进行处理,能够实现坐标系的实时跟踪,从而解决待喷涂工件为移动状态时的扫描问题。

(3)轨迹自动生成:由自动轨迹生成器生成机器人的喷涂程序,目标是为一个任何形状和尺寸的待喷涂工件找到一个最理想的自动喷涂轨迹,自动轨迹生成器集成了图形理论分析、路径优化算法、生成机器人运动轨迹,软件内部仿形系统作为一个数字化的功能,目的是实现恒定喷涂速度和高平滑性,自动轨迹生成器内置有基于特定行业喷涂经验的喷涂工艺专家系统,包含了基于大量的工件喷涂经验的数据积累以形成的具有最优的轨迹、参数的喷涂工艺,从而可针对不同的待喷涂工件制定最优的轨迹和参数,保证了喷涂加工的顺利进行;

(4)仿真:轨迹自动生成后由仿真系统模拟机器人去完成设定好的喷涂任务,从而对运动路径和轨迹的优化进行模拟仿真,机器人的关键概念例如正运动学、逆运动学、微分运动学、静态动态均可仿真实现,用于检测并解决碰撞、奇异点、关节速度极限和关节位置极限等问题;仿真中采用不同的颜色变化突出显示应用于该对象的整个表面的喷涂量。而且,用户可以显示所有机器人本体上的连杆的位置、速度以及加速度;

(5)操控用户界面:步骤(4)完成后,操作者操作用户界面实现喷涂,用户界面主要是为操作者操作机器人提供简易而方便的操作,可以选择语言、各类参数、统计、远程协助的功能;

(6)确定喷涂参数:机器人喷涂轨迹完成了喷涂的基本走向,为确保质量系统提供各类喷涂的参数调整功能,平面和边缘通用参数提供了偏移、开枪、关枪距离、轨迹过渡的参数,对于工件边缘的参数有Y角、偏移深度、连续移动角度、边选择的参数;对于平板的参数有运动方向、Y角度、Y角摆动、Z角度、Z角摆动、并行轨迹间隔、并行轨迹偏移、工件喷涂次数的参数;对于线参数有Y角度、Z角度、顶点偏移、顶点修正、角通过速度、面板框架的参数。

(7)喷涂加工:机器人喷涂系统根据确定好的仿形轨迹、结合供漆系统、喷涂工艺要求,对各种待喷涂工件进行喷涂,喷涂时利用机器人喷涂系统中的机器人本体2下方安装的旋转底座3完成自动抓取待喷涂工件和快速更换已喷涂工件,也可以采用其他的输送和上下料方式完成工件的更换。

所述视觉系统1采用光栅、激光传感器实现对待喷涂工件的扫描。

所述图像处理系统包括对待喷涂工件图像信息的搜索和分析,并利用图像分割对不同的图像进行合成工作,所述待喷涂工件图像为2D或3D的形式。

《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》采用的机器人喷涂系统集机器人本体2、机器人控制器和供漆系统于一体,机器人本体2的下部安装的旋转底座3可以自动抓取待喷涂工件和快速更换已喷涂工件,极大的提高了工件的装件和更换效率,自动化程度高,取代了传统的人工装件方式,安全系数高。

所述机器人本体、供漆系统、旋转底座均与机器人控制器相连,所述机器人控制器与集成计算机相连,从而利用集成计算机将指令输送给机器人控制器,以控制机器人本体、供漆系统、旋转底座执行相应的喷涂操作。

具体参数分析如下:

边缘的参数的Y角:是指喷枪相对于机器人本体2的Y轴的喷涂角度,单位为度,如图3所示。

边缘的参数的偏移深度:通常情况下,喷涂轨迹处于工件侧边的正中央,该参数用来设定实际喷涂轨迹相对于中央线的偏移量,单位毫米,如图4所示,当喷涂轨迹位于工件侧边的正中央的左方时为正,当喷涂轨迹位于工件侧边的正中央的右方时为负。

边缘的参数的连续移动角度:若两个连续的机器人轨迹线段的夹角大于该设定值时,机器人将不停顿的平滑通过其交点,否则将视为两个独立的轨迹,以0°—180°表示。如图5为将该参数设置为130°时的例子:1)处的两个轨迹的夹角为90°(即低于设定值),所以机器人将视其为两条轨迹,如图所示的轨迹;2)处两个轨迹的夹角为150°(高于设定值),所以机器人将视其为同一条轨迹,在交点处不停顿通过。

边缘的参数中的边选择的参数:允许选取需要或者不需要喷涂的边,仅适用于有外边框的矩形工件。举例如图6所示,机器人喷涂系统将对工件所有的四个边进行喷涂;举例如图7所示,机器人喷涂系统将仅选取指定的边(这里是边1和边3)进行喷涂,使用该参数时,待喷涂工件需要按照统一的方式进行摆放。

平板的参数的运动方向:允许对机器人在板上喷涂运动方向进行选择,如图8中的(a)所示,为沿着水平方向进行喷涂;如图8中的(b)所示,为沿着垂直的方向进行喷涂;如图8中的(c)所示,为沿着待喷涂工件的长边方向进行喷涂;如图8中的(d)所示,为沿着待喷涂工件的短边进行喷涂。

平板的参数中的Y角度:喷枪在喷涂时在机器人本体2的Y轴方向上的角度。

平板的参数中的Y角摆动:单位为度,设定该值后,允许机器人本体2在喷涂时将会模拟人手工刷漆时毛刷的角度摆动,此摆动是一个相对于机器人Y轴的角度值:即机器人本体2在每条轨迹起始时存在一个与设定值相等的Y轴偏转正值,其后在喷涂过程中逐渐偏转,到轨迹结束时偏转值会变为设定值的负值。举例说明,如图9所示,如果该设定值为20度,那么在喷涂起始时机器人喷枪沿Y轴偏转20度,在结束喷涂时机器人喷枪的Y轴偏转角度会变为-20度。

平板的参数中的Z角度:喷枪相对于机器人本体2的Z轴的偏转角,如图10所示,表明机器人在水平或垂直运动时喷枪的倾斜状况,单位为度,其中属于左侧的情形,Z角度为0度;属于中间的情形,Z角度大于0度;属于右侧的情形,Z角度小于0度。

平板的参数中的Z角摆动:单位为度,设定该值后,允许机器人本体2在喷涂时将会模拟人手工刷漆时毛刷的角度摆动,此摆动是一个相对于机器人本体2的Z轴的角度值:即机器人本体2在每条轨迹起始时存在一个与设定值相等的Z轴偏转正值,其后在喷涂过程中逐渐偏转,到轨迹结束时偏转值会变为设定值的负值。举例说明,如图11所示,如果该设定值为20°,那么在喷涂起始时机器人本体2的喷枪沿Z轴偏转20度,在结束喷涂时机器人本体2的喷枪的Z轴偏转角度会变为-20度。

平板的参数中的并行轨迹间隔:如图12所示,每条轨迹之间的距离,适用于自动生成轨迹的时候,单位为毫米。

平板的参数中的并行轨迹偏移:设定并行轨迹的第一条轨迹与待喷涂工件边缘的距离。该参数可以保存初始和最后的路径以及其他多个路径的喷涂动作,以避免喷枪总是经过相同的点。参数定义为并行轨迹间隔的百分比,如图13中的1)所示,为正值,即起始段和结束段轨迹将在工件的外面,若负值在工件的内部,如图13的2)所示,在工件的边缘则为零值。

平板的参数中的工件喷涂次数:设定喷涂工件的次数,如果大于1,则Y角和Z角在喷涂时都会转换一次。

线参数中的Y角度:喷枪相对于机器人本体2的Y轴的角度。如图14所示有3个例子:如果喷枪垂直与物体,则该值为0,正值则为中图所示,负值则为右图所示,喷枪的倾斜角度与设定值相同。

线参数中的Z角度:喷枪相对于机器人Z轴的角度。如图15所示有3个例子:如果喷枪垂直与物体,则该值为0即为左图;正值则为中图所示;负值则为右图所示,喷枪的倾斜角度与设定值相同。

线参数中的顶点长度定义:定义顶点的延长线段的长度(如图16下方水平箭头),以便机器人应用相关的角度参数,单位为毫米。

线参数中的顶点偏移:是当喷枪经过拐角时,喷枪需要在原有的喷涂距离的基础上抬高的距离,单位毫米,参见图17。

线参数中的顶点修正:在面板喷涂时,机器人倾向于对拐角进行切除,设定该参数将会修正轨迹并对正确的工件边缘进行喷涂。参见图18中的水平箭头所示修正。单位毫米,正值;设为零时不起作用。

线参数中的角通过速度:即机器人喷涂时通过工件拐角的速度。以百分数10%—100%记,其中100%=1米/秒。

对于复杂的平面工件,在不使能时,喷涂时喷枪将一直处于开启状态,参见图19中的1);使能时,喷涂时喷枪将在运动时在仅需要喷涂的地方开启,参见图19中的2)。

线参数中的面板框架:如果该参数使能,则会根据工件的厚度生成更多的线轨迹而不是面轨迹。适用于多个工件级联的物体,而路径之间的间距有前述参数“并行轨迹间隔”确定。该参数仅适用于含有四个外边和一个内边缘的工件,参见图20。

按照上述参数执行仿真或者实际的喷涂加工,控制精度高,并可实现不同工件喷涂轨迹的自动生成,从而降低用户的操作难度,且不需要额外的工装夹具,降低系统设计复杂性和使用维护成本。

最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》权利要求书所限定的范围。

一种机器人自动喷涂系统的控制方法专利目的

为了解决上述技术问题,《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》提供一种机器人自动喷涂系统的控制方法,可实现不同工件喷涂轨迹自动生成,从而降低用户的操作难度,且不需要额外的工装夹具,降低系统设计复杂性和使用维护成本。

一种机器人自动喷涂系统的控制方法技术方案

《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》,包括以下步骤:

(1)获取待喷涂工件特征数据:利用视觉系统扫描固定式或移动式的待喷涂工件,得到待喷涂工件数据以获取喷涂物的容貌特征,数据可以实时显示并传输至集成计算机处理,所述集成计算机内集成有用于对扫描数据处理并生成机器人喷涂的最优路径的图像处理系统和模拟机器人进行喷涂加工的仿真系统,《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的数据具有实时性,即得到待喷涂工件数据后立刻传输给集成计算机,以确保集成计算机的快速反映并有助于喷涂轨迹的快速生成;

(2)图像处理系统处理所获取数据:图像处理系统接收来自视觉系统数据后,模拟人类视觉和推理首先删除多余信息,然后提取出待喷涂工件的实体数据组成了待喷涂工件的几何图形,这些特征将被检测和发送至轨迹映射模块中,由自动轨迹生成器进行轨迹自动生成处理;《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》的图像处理系统利用图像分割从不同的视觉设备中进行图像的合成工作,同时可以处理不同的待喷涂工件,该待喷涂工件以任意的位置和方向进行扫描后都可以进行处理,能够实现坐标系的实时跟踪,从而解决待喷涂工件为移动状态时的扫描问题。(3)轨迹自动生成:由自动轨迹生成器生成机器人的喷涂程序,目标是为一个任何形状和尺寸的待喷涂工件找到一个最理想的自动喷涂轨迹,自动轨迹生成器集成了图形理论分析、路径优化算法、生成机器人运动轨迹,软件内部仿形系统作为一个数字化的功能,目的是实现恒定喷涂速度和高平滑性,自动轨迹生成器内置有基于特定行业喷涂经验的喷涂工艺专家系统,包含了基于大量的工件喷涂经验的数据积累以形成的具有最优的轨迹、参数的喷涂工艺,从而可针对不同的待喷涂工件制定最优的轨迹和参数,保证了喷涂加工的顺利进行;

(4)仿真:轨迹自动生成后由仿真系统模拟机器人去完成设定好的喷涂任务,从而对运动路径和轨迹的优化进行模拟仿真,机器人的关键概念例如正运动学、逆运动学、均可仿真实现,用于检测并解决碰撞、奇异点、关节速度极限和关节位置极限等问题;仿真中采用不同的颜色变化突出显示应用于该对象的整个表面的喷涂量。而且,用户可以显示所有机器人本体上的连杆的位置、速度以及加速度;

(5)操控用户界面:步骤(4)完成后,操作者操作用户界面实现喷涂,用户界面主要是为操作者操作机器人提供简易而方便的操作,可以选择语言、各类参数、统计、远程协助的功能;

(6)确定喷涂参数:机器人喷涂轨迹完成了喷涂的基本走向,为确保质量系统提供各类喷涂的参数调整功能,平面和边缘通用参数提供了偏移、开枪、关枪距离、轨迹过渡的参数,对于工件边缘的参数有Y角、偏移深度、连续移动角度、边选择的参数;对于平板的参数有运动方向、Y角度、Y角摆动、Z角度、Z角摆动、并行轨迹间隔、并行轨迹偏移、工件喷涂次数的参数;对于线参数有Y角度、Z角度、顶点偏移、顶点修正、角通过速度、面板框架的参数。

(7)喷涂加工:机器人喷涂系统根据确定好的仿形轨迹、结合供漆系统、喷涂工艺要求,对各种待喷涂工件进行喷涂,喷涂时利用机器人喷涂系统中的机器人本体下方安装的旋转底座完成自动抓取待喷涂工件和快速更换已喷涂工件,也可以采用其他的输送和上下料方式完成工件的更换。

所述视觉系统采用光栅、激光传感器实现对待喷涂工件的扫描。

所述图像处理系统包括对待喷涂工件图像信息的搜索和分析,并利用图像分割对不同的图像进行合成工作,所述待喷涂工件图像为2D或3D的形式。

《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》采用的机器人喷涂系统集机器人本体、机器人控制器和供漆系统于一体,机器人本体的下部安装的旋转底座可以自动抓取待喷涂工件和快速更换已喷涂工件,极大的提高了工件的装件和更换效率,自动化程度高,取代了传统的人工装件方式,安全系数高。

所述机器人本体、供漆系统、旋转底座均与机器人控制器相连,所述机器人控制器与集成计算机相连,从而利用集成计算机将指令输送给机器人控制器,以控制机器人本体、供漆系统、旋转底座执行相应的喷涂操作。

自动轨迹生成器的工作过程如下:

(a)喷涂工艺专家系统的形成:基于长期的喷涂项目经验和数据形成了一套喷涂工艺专家系统,并将喷涂工艺专家系统集成在计算机上;

(b)工件图像数据输入:获得工件的图像数据传输给喷涂工艺专家系统;

(c)轨迹自动生成:生成机器人的喷涂程序,不需要进行点对点的喷涂程序的编程而自动生成了喷涂轨迹程序;

(d)参数设定:轨迹自动生成后,喷涂工艺专家系统对喷涂路径上的每个点提供了如下参数:速度、手腕的旋转值、喷枪的开启和关闭、喷涂距离、喷枪的幅度范围、涂料的流量和颜色,轨迹的速度会被规划成匀速运动以获得最好的喷涂品质;

(e)样条算法实现恒定速度和高平滑性:在步骤(d)完成后,操作者操作用户界面实现喷涂控制,利用样条算法基于三维传感器获取的工件坐标点信息,以在机器人的笛卡尔空间的正确的高度和走向上插入每个轨迹点,通过分析临近的点可以完成样条计算,使得机器人在临近点之间的速度和加速度保持连续,会通过临近点对机器人轨迹进行分析,使得机器人的运动尽可能的平顺;

(f)机器人控制器通过对样条进行运动学解算,形成最终轨迹:根据步骤(e)中在笛卡尔空间通过样条算法得到的机器人轨迹点,由机器人控制器进行运动学解算,得到对应关节伺服电机的角度数据,同时对数据进行进一步离散化,得到伺服电机位置回路指令。在固定的采样周期内通过相应的控制算法,得到伺服电机速度指令、电流指令。通过安装在电机端(或关节输出端)的编码器完成对伺服电机位置值和速度值的实时反馈,从而完成对伺服电机的位置回路,速度回路和电流回路的实时闭环控制。使得机器人按预定的轨迹进行运动。

在步骤(e)中样条算法要求基于三维传感器获取的工件坐标点信息,以在正确的高度和走向上插入每个轨迹点,通过分析临近的点可以完成以上的计算,作为一个数字化的功能,实现恒定喷涂速度和高平滑性。

所述步骤(e)中的喷枪必须垂直于工件表面。

当工件表面光滑或表面为黑色,采用滤波器进行减少或者忽略干扰处理。当工件表面光滑或表面为黑色,三维扫描结果受噪音影响,使得获取的数据出现很多错误,比如高度的变化检测和工件边缘的变形等,会导致机器人的运行出现波动,因此特采用滤波器进行减少或者忽略干扰处理,以使得工件的表面尽可能的光滑。

在工件摆放位置偏差、不同种类工件混放等情况下都能自动生成喷涂轨迹,极大的提高了加工效率。

一种机器人自动喷涂系统的控制方法改善效果

《一种机器人自动喷涂系统的控制方法》具有自动化程度高、加工精度高和适用面广等优点,可实现不同工件喷涂轨迹自动生成,从而降低用户的操作难度,替代了传统的针对单个不同型号的待喷涂工件的人工编程,缩短了喷涂加工所耗费的时间,提高了生产效率,且不需要额外的用于工件定位的工装夹具,降低系统设计复杂性和使用维护成本。

1.一种机器人自动喷涂系统的控制方法,包括以下步骤:

(1)获取待喷涂工件特征数据:利用视觉系统扫描固定式或移动式的待喷涂工件,得到待喷涂工件数据以获取喷涂物的容貌特征,数据实时显示并传输至集成计算机处理,所述集成计算机内集成有用于对扫描数据处理并生成机器人喷涂的最优路径的图像处理系统和模拟机器人进行喷涂加工的仿真系统;

(2) 图像处理系统处理所获取数据:图像处理系统接收来自视觉系统数据后,模拟人类视觉和推理首先删除多余信息,然后提取出待喷涂工件的实体数据组成了待喷涂工件的几何图形,这些特征将被检测和发送至轨迹映射模块中,由自动轨迹生成器进行轨迹自动生成处理;其特征在于:还包括:

(3) 轨迹自动生成:由自动轨迹生成器生成机器人的喷涂程序,目标是为一个任何形状和尺寸的待喷涂工件找到一个最理想的自动喷涂轨迹,自动轨迹生成器集成了图形理论分析、路径优化算法、生成机器人运动轨迹,自动轨迹生成器内置有喷涂工艺专家系统;

(4)仿真:轨迹自动生成后由仿真系统模拟机器人去完成设定好的喷涂任务;

(5)操控用户界面:步骤(4)完成后,操作者操作用户界面实现喷涂;

(6)确定喷涂参数:机器人喷涂轨迹完成了喷涂的基本走向,平面和边缘通用参数提供了偏移、开枪、关枪距离、轨迹过渡的参数;

(7)喷涂加工:机器人喷涂系统根据确定好的仿形轨迹、结合供漆系统、喷涂工艺要求,对各种待喷涂工件进行喷涂,喷涂时利用机器人喷涂系统中的机器人本体下方安装的旋转底座完成自动抓取待喷涂工件和快速更换已喷涂工件。

2.根据权利要求1所述的一种机器人自动喷涂系统的控制方法,其特征在于:所述视觉系统采用光栅、激光传感器实现对待喷涂工件的扫描。

3.根据权利要求1所述的一种机器人自动喷涂系统的控制方法,其特征在于:所述图像处理系统包括对待喷涂工件图像信息的搜索和分析,并利用图像分割对不同的图像进行合成工作,所述待喷涂工件图像为2D或3D的形式。

4.根据权利要求1所述的一种机器人自动喷涂系统的控制方法,其特征在于:在步骤(6)中,对于工件边缘的参数有Y角、偏移深度、连续移动角度、边选择的参数。

5.根据权利要求1所述的一种机器人自动喷涂系统的控制方法,其特征在于:在步骤(6)中,对于平板的参数有运动方向、Y角度、Y角摆动、Z角度、Z角摆动、并行轨迹间隔、并行轨迹偏移、工件喷涂次数的参数。

6.根据权利要求1所述的一种机器人自动喷涂系统的控制方法,其特征在于:在步骤(6)中,对于线参数有Y角度、Z角度、顶点偏移、顶点修正、角通过速度、面板框架的参数。

一种机器人自动喷涂系统的控制方法文献

机器人自动喷涂系统在铁路机车喷漆中的应用 机器人自动喷涂系统在铁路机车喷漆中的应用

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随着工业自动化领域科技水平的不断提高,喷漆机器人的应用越来越广泛,尤其对形状复杂、漆膜质量要求高的产品,具有6个伺服控制轴和流量控制系统的喷漆机器人可以高效高质量的完成任务。本文详细的介绍了针对铁路机车研发的机器人自动喷涂系统设备结构、功能及工作原理。

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工业机器人加工中的精度控制方法研究 工业机器人加工中的精度控制方法研究

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工业机器人加工中的精度控制方法研究

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一种变频空调系统及其控制方法专利目的

《一种变频空调系统及其控制方法》主要是提供一种变频空调系统及其控制方法,能高效、可靠运行。

一种变频空调系统及其控制方法技术方案

《一种变频空调系统及其控制方法》的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种变频空调系统,包括主冷媒回路,所述主冷媒回路上设置有压缩机、四通换向阀、室外换热器和室内换热器,还包括控制器降温回路,所述控制器降温回路一端与所述室外换热器的出口相连通,另一端与所述压缩器的吸气口相连通。

作为优选,所述控制器降温回路上设置有用于给控制器散热的变频散热器,所述变频散热器包括变频控制器热交换器、以及与所述变频控制器热交换器相配的变频控制器风机。

作为优选,所述控制器降温回路上还设置有用于控制所述控制器降温回路的节流装置。节流装置用于控制控制器降温回路的通断。

作为优选,所述节流装置为电磁节流阀。

作为优选,所述变频空调系统包括有检测变频散热器盘管温度的散热器传感器、以及检测所述变频散热器的出口温度的散热器出口传感器。

作为优选,所述室外换热器和室内换热器之间连接有第一节流阀,所述第一节流阀的出口还与所述控制器降温回路相连通。即控制器降温回路一端分两路与主冷媒回路连接,一路连接在室外换热器和第一节流阀之间的管路上,另一路连接在第一节流阀和室内换热器之间的管路上,从而可同时在制冷和制热模式下保证控制器降温回路的作用。

作为优选,所述控制器降温回路与所述室外换热器之间设置有第二单向阀,所述第一节流阀的出口与所述控制器降温回路之间设置有第三单向阀。

作为优选,所述第一节流阀两端分别连接有第一过滤器和第二过滤器。

作为优选,所述变频空调系统包括检测压缩机排气温度的排气传感器、检测压缩机回气温度的回气传感器、检测室外环境温度的室外传感器、检测室外换热器盘管温度的室外盘管传感器、检测室内换热器进口温度的室内换热器进口传感器、检测室内换热器盘管温度的室内换热器盘管传感器、检测室内环境温度的室内传感器和检测室内换热器出口温度的室内换热器出口传感器。

一种如权利要求1所述变频空调系统的控制方法,所述控制器降温回路上设置有用于给控制器散热的变频散热器,所述变频散热器包括变频控制器热交换器和变频控制器风机,其特征在于,包括以下步骤:

(1)温度、频率检测步骤:检测所述变频控制器热交换器的盘管温度TA、压缩机实际运行频率f0;

(2)控制器降温回路降温步骤:

当85摄氏度≤TA≤90摄氏度且f0<当前压缩机设定频率fa时,所述控制器降温回路关闭,所述变频控制器风机通电运行;

当90摄氏度<TA≤95摄氏度,且f0<fa时,所述控制器降温回路开启,控制器降温回路接入所述主冷媒回路,所述变频控制器风机断电;

作为优选,所述步骤2中当TA>95摄氏度或压缩机排气温度TB>105摄氏度时,控制器限频运行。

作为优选,所述步骤2中:当TA下降至83摄氏度时,停止所述控制器回路降温步骤。

作为优选,所述步骤2中当TA<85摄氏度且f0≥fa时,所述控制器降温回路为关闭状态,所述变频控制器风机为断电状态。

作为优选,制冷运行时,根据室内换热器进口端和出口端两端的温度差来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的节流阀的开度,并根据室内室内换热器出口端和压缩机吸气端的温度差来进行过热度修正。

作为优选,制热运行时,根据室内室内换热器进口端和出口端两端的温度差来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的节流阀的开度,并根据室外室外换热器的盘管温度和压缩机吸气端温度的温度差来进行过热度修正。

作为优选,当室外环境温度TC≤-15摄氏度时,所述控制器降温回路开启,所述变频控制器风机通电运行。

作为优选,当TD-TE<2摄氏度时,增大所述控制器降温回路上节流阀的开度;

当TD-TE>4摄氏度时,减小所述控制器降温回路上节流阀的开度;

当2摄氏度≤TD-TE≤4摄氏度时,所述控制器降温回路上节流阀的开度不变。

上述TD为变频散热器的出口端温度,TE为压缩机进气端温度。

作为优选,排气传感器TB>102摄氏度时,所述控制器降温回路开启。

一种变频空调系统及其控制方法有益效果

《一种变频空调系统及其控制方法》制冷时进行电机降温或喷液冷却控制器,来降低控制器温度,实现机组高温环境制冷运行;低温制热时,进行喷气,提高进气量来提升制热量,使得控制器可靠、高效运行;《一种变频空调系统及其控制方法》自动调节控制器温度,有效提高控制器可靠性,实现高环境温度下制冷、制热高频率运行,提高了高温制冷量和低温制热量,使得房间快速回温。

荣誉表彰

2020年7月14日,《一种智能裁剪生产线系统及其控制方法》获得第二十一届中国专利奖优秀奖。

一种中央空调冷站控制系统及控制方法专利目的

《一种中央空调冷站控制系统及控制方法》实施例提供了一种中央空调冷站控制系统及控制方法,能够针对不同的系统形式和设备数量,简化系统的开发过程,并提高中央空调冷站的运行效率。

一种中央空调冷站控制系统及控制方法技术方案

《一种中央空调冷站控制系统及控制方法》实施例一方面提供一种中央空调冷站控制系统,所述控制系统中包括冷却塔模块、冷却泵模块、冷机模块以及冷冻泵模块;所述冷却塔模块中包括至少一个冷却塔,所述冷却泵模块中包括至少一个冷却泵,所述冷机模块中包括至少一个冷机,所述冷冻泵模块中包括至少一个冷冻泵;所述冷却塔模块、冷却泵模块、冷机模块以及冷冻泵模块分别由相应的冷却塔模块控制器、冷却泵模块控制器、冷机模块控制器以及冷冻泵模块控制器控制;所述冷却塔模块控制器、冷却泵模块控制器、冷机模块控制器以及冷冻泵模块控制器依次相连;所述冷却塔模块控制器还与冷却总管控制器相连,所述冷机模块控制器还与冷冻总管控制器相连。

进一步地,所述冷机模块控制器包括:台数控制单元,用于控制所述冷机模块中的加机操作或减机操作;冷冻供水温度控制单元,用于控制所述冷机模块的冷冻供水温度设定值;冷冻水流量变化值确定单元,用于在所述冷机模块中产生加机操作或减机操作时,确定所述冷机模块的冷冻水流量变化值;数据传输单元,用于将所述冷冻水流量变化值发送至所述冷冻泵模块控制器。

进一步地,所述冷冻泵模块控制器包括:数据接收单元,用于接收所述冷机模块控制器发来的冷冻水流量变化值;冷冻泵调整单元,用于根据所述冷冻水流量变化值,调整所述冷冻泵模块中冷冻泵的数量,使得调整后的冷冻泵的数量与所述冷机模块当前所需的冷冻水流量相适配。

进一步地,所述冷机模块控制器包括:台数控制单元,用于控制所述冷机模块中的加机操作或减机操作;冷却水流量变化值确定单元,用于在所述冷机模块中产生加机操作或减机操作时,确定所述冷机模块的冷却水流量变化值;数据传输单元,用于将所述冷却水流量变化值发送至所述冷却泵模块控制器。

进一步地,所述冷却泵模块控制器包括:数据接收单元,用于接收所述冷机模块控制器发来的冷却水流量变化值;冷却泵调整单元,用于根据所述冷却水流量变化值,调整所述冷却泵模块中冷却泵的数量,使得调整后的冷却泵的数量与所述冷机模块当前所需的冷却水流量相适配。

进一步地,所述冷却泵模块控制器用于将所述冷机模块当前所需的冷却水流量值传输至所述冷却塔模块控制器处;相应地,所述冷却塔模块控制器用于根据接收的所述冷机模块当前所需的冷却水流量值,调整所述冷却塔模块中冷却塔的数量,使得调整后的冷却塔的数量与所述冷机模块当前所需的冷却水流量值相适配。

进一步地,所述冷冻总管控制器包括:制冷量确定单元,用于测量冷冻水总管当前的制冷量或者预测冷冻水总管在预设时刻的制冷量并将测量的制冷量或者预测的制冷量发送至所述冷机模块控制器;压差温差确定单元,用于测量冷冻供回水总管的压差或者温差,并将测量的压差或者温差发送至所述冷却泵模块控制器;旁通阀开度控制单元,用于根据测量的冷冻供回水总管的压差,控制冷冻水总管的旁通阀开度,以控制供回水总管的压差。

进一步地,所述冷却总管控制器包括:温度检测单元,用于测量所述冷却塔模块中各个冷却塔的出口温度,并控制冷却水总管的旁通阀开度,以使得所述冷机模块中各个冷机的冷却水进口温度高于预设温度上限;参数提供单元,用于向所述冷却泵模块控制器提供最优的冷却水量或者冷却水供回水的平均温度。

进一步地,所述冷冻泵模块包括冷冻一级泵模块和冷冻二级泵模块,其中,所述冷冻一级泵模块由冷冻一级泵模块控制器控制,所述冷冻二级泵模块由冷冻二级泵模块控制器控制;所述冷冻一级泵模块控制器与所述冷机模块控制器相连,所述冷冻二级泵模块控制器与所述冷冻总管控制器相连。

为实现上述目的,该发明实施例另一方面提供一种控制方法,所述控制方法包括:冷机模块控制器检测冷机模块中产生的加机操作或减机操作,在所述冷机模块中产生加机操作或减机操作时,确定所述冷机模块的冷冻水流量变化值和冷却水流量变化值,并将所述冷冻水流量变化值和冷却水流量变化值分别发送至冷冻泵模块控制器和冷却泵模块控制器;所述冷冻泵模块控制器根据所述冷冻水流量变化值,调整冷冻泵模块中冷冻泵的数量,使得调整后的冷冻泵的数量与所述冷机模块当前所需的冷冻水流量相适配;所述冷却泵模块控制器根据所述冷却水流量变化值,调整冷却泵模块中冷却泵的数量,使得调整后的冷却泵的数量与所述冷机模块当前所需的冷却水流量相适配;所述冷却泵模块控制器将所述冷机模块当前所需的冷却水流量值传输至冷却塔模块控制器处;所述冷却塔模块控制器根据接收的所述冷机模块当前所需的冷却水流量值,调整冷却塔模块中冷却塔的数量,使得调整后的冷却塔的数量与所述冷机模块当前所需的冷却水流量值相适配。

一种中央空调冷站控制系统及控制方法改善效果

《一种中央空调冷站控制系统及控制方法》实施例中将冷机组、冷却泵组、冷冻泵组以及冷却塔组作为各个整体模块,随着系统形式和设备数量的变化,只需要改变各个模块的连接方式和各个模块内设备的数量,能够适应于不同的项目开发环境,极大地减少了项目开发过程中所投入的人力和物力。各个模块可以通过各自的控制器进行控制,从而能够根据实际情况,优化各个模块中设备的数量,并且通过各个控制器之间的信息交互,可以协同地对整个系统进行调整,从而提高了中央空调冷站运行的效率。

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