一种机器人喷涂轨迹自动生成系统的控制方法

摘要

本发明公开了一种机器人喷涂轨迹自动生成系统的控制方法，包括以下步骤：(1)喷涂工艺专家系统的形成；(2)工件图像数据输入；(3)喷涂工艺专家系统进行图像处理，并将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；(4)轨迹自动生成；(5)参数设定；(6)样条算法实现恒定速度和高平滑性；(7)机器人控制器通过对样条进行运动学解算，形成最终轨迹。本发明具有自动化程度高、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，缩短了喷涂加工所耗费的时间，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。

主权项

一种机器人喷涂轨迹自动生成系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)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；(2)工件图像数据输入：各种工件图像获取形式的视觉系统以固定或者移动的形式获得工件的图像数据，传输给喷涂工艺专家系统；(3)喷涂工艺专家系统进行图像处理，自动生成工件喷涂轨迹，利用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，并将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；(4)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、自动生成机器人运动轨迹，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；(5)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，由仿真系统模拟机器人去完成设定好的喷涂任务；(6)样条算法实现恒定速度和高平滑性：在步骤(5)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；(7)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(6)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。