[发明专利]一种机器人定距的表面跟随喷漆方法

说明书

一种机器人定距的表面跟随喷漆方法，本发明涉及机器人定距的表面跟随喷漆方法。本发明是为了解决现有技术不易控制喷漆距离且步骤繁琐复杂的问题。本发明步骤为：一：操作员通过示教器移动喷枪，标定第一个着漆点；二：在计算机中拟合两条曲线l₁、l₂，得到两曲线在标定点对应的方向向量和三：求两方向向量所在平面对应的法向量；四：得到喷漆机器人各关节角度信息并存储，作为第一个示教点的位姿信息；五：在方向向量和所在平面以第一个标定点为原点做局部坐标系；六：操作员在步骤五建立的局部坐标系上平移喷枪，标定下一个着漆点；七：重复步骤二至步骤六直至示教结束。本发明应用于汽车喷漆领域。

技术领域

本发明涉及机器人定距的表面跟随喷漆方法。

背景技术

随着工业技术的发展，汽车产业变得越来越壮大，实现对汽车的自动化喷漆，节省人力成本就变得尤为重要。自然而然地，喷漆机器人数量应用数量大幅度增加，那么对于喷漆机器人的示教就成为了一个重要问题。目前，机器人的示教方式主要分为两种：在线示教编程、离线编程。

目前，应用于国内外生产的喷漆机器人大多数为在线示教型。即示教员在喷漆机器人工作现场，由示教员操作机器人喷枪终端移动到目标位置，并将此时对应位置的各关节角度信息记录到计算机中。当喷漆工作进行时，机器人依顺序复现刚才所记录各关节角度信息，机器人即可重复示教时的轨迹完成喷漆工作。这种方法适用于大批量生产，但完成任务单一且对操作人员的经验要求较高。在实际的生产应用中有着如下缺陷：1)很难规划复杂的运动轨迹以及准确的跟随工件表面的变化，且在整个示教过程中不易控制喷漆距离；2)示教质量取决于编程员经验，且步骤繁琐复杂。

机器人离线编程是机器人编程语言的拓展，它利用图像处理技术，建立机器人及其工作环境以及待喷工件的几何模型，然后对机器人所需要完成任务轨迹的离线规划和编程，并对最终的规划结果进行动态仿真。最后将满足条件的编程结果传输给机器人，使机器人完成喷漆任务。这种方法可规划复杂的运动轨迹，且若有精确地工件几何模型就可以在喷漆过程中准确的跟随喷漆表面的变化。但在实际的生产应用中有着如下缺陷：1)需要机器人及工作环境的仿真模型。2)编程系统对操作人员要求较高。

发明内容

本发明是为了解决现有技术不易控制喷漆距离且步骤繁琐复杂的问题，而提出的一种机器人定距的表面跟随喷漆方法。

一种机器人定距的表面跟随喷漆方法按以下步骤实现：

步骤一：操作员通过示教器移动喷枪，标定第一个着漆点；

步骤二：喷枪带测距传感器在第一个标定点周围分别进行两个方向的短距离移动，测距传感器传回距离数据，在计算机中拟合两条曲线l₁、l₂，得到两曲线在标定点对应的方向向量和

步骤三：用外积法求出两方向向量所在平面对应的法向量

步骤四：延长法向量得到喷枪喷嘴位置，计算机反解得到喷漆机器人各关节角度信息并存储，作为第一个示教点的位姿信息；

步骤五：在方向向量和所在平面以第一个标定点为原点做局部坐标系；

步骤六：操作员在步骤五建立的局部坐标系上平移喷枪，标定下一个着漆点；

步骤七：重复步骤二至步骤六直至示教结束。

发明效果：

本发明运用的喷漆示教方法旨在规避现有技术两种方法的缺陷，将两种方法的优点结合。在线示教的基础上实现对示教步骤及喷漆效果的优化。本发明将示教操作从传统的直接操作机器人、使着漆点到达期望位置，转换为直接操作着漆点的位置变化、通过计算机反解运算，得出喷漆机器人各关节角度数据，自动控制喷漆距离和方向。生成机器人的运动指令。简化繁琐的操作步骤，且本方法直接在工件表面进行工作，无需经过复杂的图像处理。