[发明专利]一种基于工件轮廓信息三维重构的自动喷涂系统及其方法

权利要求书

1.一种基于工件轮廓信息三维重构的自动喷涂系统，其特征在于，包括控制系统、三维重构模块(4)、输送系统和自动喷涂设备，输送系统分别与控制系统和自动喷涂设备连接，三维重构模块(4)设置在输送系统上，包括双目立体视觉单元，双目立体视觉单元能够采集待喷工件对于三维结构光反射的相位、反射时间参数拟合成连续的可交互的轮廓建模信息并发送给控制系统，自动喷涂设备包括带喷涂装置的机器人(2)，控制系统根据三维重构模块(4)发送的轮廓建模信息规划喷涂路径并发送给机器人(2)，机器人(2)接收喷涂路径完成对待喷工件的自动喷涂操作。

2.根据权利要求1所述的喷涂系统，自动喷涂设备还包括喷涂工位(5)以及自动配漆模块(6)，喷涂工位(5)、机器人(2)以及自动配漆模块(6)均设置在喷漆室(3)内，喷涂工位(5)与输送系统的工件运输模块(1)连接，待喷工件设置在喷涂工位(5)上，机器人(2)与自动配漆模块(6)连接用于喷涂。

3.根据权利要求2所述的喷涂系统，其特征在于，喷漆室(3)内设置有物料移动区域、物料检测区域、喷涂工作区域以及后端电控防爆区域，工件运输模块(1)设置在物料移动区域内，三维重构模块(4)设置在物料检测区域内；喷涂工位(5)设置在喷涂工作区域内，机器人(2)、自动配漆模块(6)和控制系统设置在后端电控防爆区域内。

4.根据权利要求3所述的喷涂系统，其特征在于，控制系统包括控制中心(7)，控制中心(7)分别与三维重构模块(4)和自动喷涂设备连接。

5.根据权利要求1所述的喷涂系统，其特征在于，输送系统采用步进式传输方式。

6.一种根据权利要求1所述喷涂系统的操作方法，其特征在于，待喷工件通过输送系统经三维重构模块(4)进行视觉扫描，搭载光源的双目立体视觉单元采集待喷工件对于三维结构光的反射相位参数，并拟合成连续可交互的轮廓建模信息发送给控制系统，控制系统输出信号至上位机，上位机输出喷涂轨迹信号至机器人(2)，待喷工件经输送系统的链式输送线运行至自动喷涂设备的喷涂工位(5)，自动配漆模块(6)为机器人(2)搭载的喷枪进行自动供漆，机器人(2)执行喷涂操作，完成后输送系统自动将工件输送至自动配漆模块(6)的喷漆室外。

7.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，双目立体视觉单元采集待喷工件前先进行相机的内部参数和外部参数标定，通过已知的多个三维点坐标和对应的二维图像点坐标求解相机的内部参数和外部参数。

8.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，双目立体视觉单元的两个相机拍摄序列图像后先分别进行标志点匹配与图像间姿态关系建立，然后计算标志点的初始三维坐标，再进行非线性最小二乘法优化完成单个相机焦距、主点坐标、镜头畸变标定，然后将标定得出的精确标志点三维坐标、两个相机的焦距、主点坐标、镜头畸变参数和两个相机的序列图像进行双相机外部参数标定，通过基于两相机逆向投影误差最小函数优化得到精确的相机坐标系在世界坐标系下的姿态。

9.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，双目立体视觉单元获取标定物偏差角，然后求解双视轴偏差，如果不满足偏差条件，将反馈偏差信息发送至上位机，上位机补偿极角差，通过位姿运动进行角度调整，重新进行自标定；如果满足偏差条件，则进行下一步操作。