用于门窗加工成型的喷涂设备的制作方法

专利检索2022-05-10  5



1.本发明涉及门窗加工技术领域,具体涉及用于门窗加工成型的喷涂设备。


背景技术:

2.现有的门窗在进行喷涂时,都是将门窗悬挂送入喷涂仓,用cma机器人进行喷涂或者是人工喷涂,前者的喷涂方式大多在大型工厂,人工喷涂广泛存在于小型加工厂,采用cma机器人存在喷涂效率高和加工效率高的优点,人工喷涂的喷涂完全看工人的业务水平,喷涂效率较低,加工质量不能够保证,因此采用cma机器人喷涂的方式逐渐成为主流,但是采用cma机器人非常依赖于加工程序,对于各种型号的门窗需要有完全不同的喷涂方法,需要对每种型号的门窗都进行额外的编程操作,这极大地增加了技术人员的工作负担,对于技术人员的要求门槛很高,因此绝大多数的工厂都是采用一套通用的喷涂方式,导致喷涂效果较差,存在严重的喷涂材料浪费和喷涂效率低下的问题。
3.因此,亟待一种能够自动适配门窗型号的用于门窗加工成型的喷涂设备。


技术实现要素:

4.本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题,提供了用于门窗加工成型的喷涂设备。
5.为了实现上述发明目的,本发明采用了以下技术方案:用于门窗加工成型的喷涂设备包括控制端以及与控制端通信连接的顶部输送线、第一喷涂机械手、第二喷涂机械手、第一拍摄装置及第二拍摄装置;
6.所述控制端至少包括存储模块、处理模块、通信模块及人机交互界面;
7.所述顶部输送线上设有多个挂钩,通过该挂钩将门窗吊装并沿所述顶部输送线路径匀速前进;
8.所述第一拍摄装置,通过拍摄所述门窗的第一图像,将该第一图像与所述存储模块内的预设门窗图像进行比对并将比对结果发送给所述控制端;
9.所述第二拍摄装置,通过沿所述门窗轮廓依次扫描生成第二图像,依据该第二图像生成喷涂路径数据并将该喷涂路径数据发送给所述控制端,通过所述处理模块将喷涂路径数据处理得到转换喷涂路径数据;
10.所述第一喷涂机械手接收所述喷涂路径数据对所述门窗正面进行喷涂操作;
11.所述第二喷涂机械手接收所述转换喷涂路径数据对所述门窗背面进行喷涂操作;
12.其中,当所述第一图像与所述预设门窗图像的相似度大于等于预设阈值时,所述控制端将所述喷涂路径数据与所述预设门窗图像对应的门窗型号绑定记录,供下次调用;当所述第一图像与所述预设门窗图像的相似度低于预设阈值时,将所述第一图像作为该门窗的预设门窗图像并与所述门窗对应的型号绑定记录,供下次调用。
13.工作原理及有益效果:1、与现有技术相比,本技术能够通过第一拍摄装置先对经过的门窗进行检测,并与存储模块内的预设门窗图像进行匹配,然后通过第二拍摄装置对
经过的门窗进行扫描,因为门窗都是矩形的一个框架,因此只需要安装门窗的轮廓进行扫描即可,即可快速生成门窗对应的喷涂路径数据,当门窗运动到第一喷漆机械手和第二喷漆机械手之间时,第一喷漆机械手和第二喷漆机械手对门窗进行喷漆操作,此过程中可对任意型号的名称进行喷涂,而且每种门窗都具有独有的喷涂路径数据,因此可以极大地减少漆料浪费并提高喷漆质量和喷漆效率,也无需技术人员单独对每种型号的门窗进行喷漆路径编程;
14.2、与现有技术相比,本技术即使没有识别到门窗的预设图像也是能够录入新的门窗预设图像,而且工厂对门窗等产品进行加工时,必然是有这一批加工产品的型号或者编号的,否则无法进行做账结算,也无法进行统计,因此本技术借助这个必然存在的数据就可以将门窗的预设图像绑定,再将预设图像和喷涂路径数据绑定,如此下次识别到这一型号的门窗时可以直接调用这个喷涂路径数据,同时这个门窗的型号可以通过控制端的人机交互界面方便地输入,也能够通过控制端的通信模块用其他设备输入,控制端的存储模块能够存储各种数据,处理模块能够处理各种数据;
15.3、由于门窗的形状结构极为简单,基本都是矩形,因此无论是第一拍摄装置的比对计算过程,还是第二拍摄装置的扫描过程以及处理模块的转换过程,计算量都很小,对于硬件要求很低,按照现有的计算机硬件水平,可以在几毫秒内处理数据并得出结果,第二拍摄装置的扫描过程另算,其随着门窗移动,并不影响门窗的输送,因此本技术的门窗还是在线式的,无需暂停,全程匀速运行,正式因为计算量小,而且结构简单才能做到如此效果,现有技术用于其他产品的控制方法是无法实现的。
16.进一步地,所述第一拍摄装置包括三轴驱动机构和视觉识别装置,该三轴驱动机构包括与地面固定的y轴直线模组、与该y轴直线模组的驱动滑块连接的x轴直线模组、与该x轴直线模组的驱动滑块连接的z轴直线模组,所述视觉识别装置与所述z轴直线模组的驱动滑块连接。
17.此设置,三轴驱动机构的结构能够实现视觉识别装置快速沿门窗的轮廓进行扫描,跟上门窗的移动速度是绰绰有余,而且三轴驱动机构不仅是运动精度高,而且执行速度快,运动稳定不会晃动,可以显著提高视觉识别装置的识别准确率。
18.进一步地,所述控制端还包括品质反馈模块,通过该品质反馈模块接收对应门窗的喷涂质量反馈数据,依据所述喷涂质量反馈数据刷新对应的喷涂路径数据并备份旧的喷涂路径数据,按照版本号依次保存,并将每个版本号的喷涂路径数据与喷涂质量反馈数据一一对应。
19.此设置,无论是人工质检还是机器质检,都能够得到喷漆质量反馈数据,而根据这个喷漆质量反馈数据就能够反馈出按照当前的喷涂路径数据的质量状态,从而可以将每个版本的喷涂路径数据都进行保存并按照门窗的型号进行分类,每个型号的门窗都具有多个版本的喷涂路径数据,因此只要选喷涂质量反馈最好的就能够找出每个型号门窗的最佳的喷涂路径数据,与现有技术每个型号的门窗只有一个喷涂路径数据或者所有门窗都用一个通用的喷涂路径数据相比,本技术能够不断优化得到最佳的喷涂路径数据,从而显著提升喷涂质量和喷涂效率,减少喷涂浪费。
20.进一步地,按照时间段划分版本号,在每一时间段内,当当前喷涂质量反馈数据大于上一个版本号的喷涂质量反馈数据时,采用当前喷涂质量反馈数据所对应的喷涂路径数
据进行生产。
21.此设置,因为喷涂质量反馈数据并不是实时的,因此需要将版本号按照时间段划分,那么当后续的喷涂质量反馈数据反馈回来后,就能够按照时间和版本号来找到每个型号门窗对应喷涂路径数据,从而能够在每个时间段内进行喷涂质量反馈数据的比对,选出最佳的喷涂质量反馈数据对应的喷涂路径数据的版本号,选用这个版本号的喷涂路径数据即可得到当前最佳效果。
22.进一步地,所述喷涂质量反馈数据包括单位时间加工量和喷漆评分以及漆料消耗量,其中喷涂质量反馈数据=单位时间加工量*0.5 喷漆评分*0.3 喷漆消耗量*0.2。
23.此设置,通过对单位时间加工量、喷漆评分和喷漆消耗量进行加权计算,可以得出每个版本号的喷涂路径数据的喷涂质量反馈数据,而且这个数据充分参考了单位时间加工量(加工效率)、喷漆评分(喷漆质量)及喷漆消耗量(喷漆浪费程度),可以更加全面的反馈每个版本号的喷涂路径数据的喷涂质量反馈数据,从而不断地优化得到最佳的喷涂路径数据。
24.进一步地,当当前喷涂质量反馈数据小于等于上一个版本号的喷涂质量反馈数据时,通过控制端控制顶部输送线提高或降低一档门窗的输送速度并对应调整所述第一喷涂机械手、第二喷涂机械手以及第一拍摄装置的速度,每一档输送速度为基准速度的1%。
25.此设置,能够不断地尝试来控制门窗运行速度,相当于控制进料速度,来适应性地调节第一喷涂机械手、第二喷涂机械手以及第一拍摄装置的速度,只要能够跟上门窗运行速度且正常完成工作即可,从而能够根据后续的喷漆质量反馈数据查看是否能够在其他调节不变的情况下,得到最佳的喷涂路径数据。
26.进一步地,所述时间段包括每年、每季度、每月、每周及每天,按每天选取具有最高分值的喷涂质量反馈数据的版本号,再按每周至每年依次获取具有最高分值的喷涂质量反馈数据的版本号。
27.此设置,一般的工厂每天下班前就能够得到当天的生产资料,最慢也能在每周或者每月甚至每季度得到生产资料,也就是喷涂质量反馈数据,因此根据工厂情况对应划分时间段,就能够得到这个时间段内最佳的喷涂质量反馈数据的版本号。
28.进一步地,当出现连续两个季度具有同样的分值的喷涂质量反馈数据时,将该分值对应的喷涂质量反馈数据对应的版本号中任一个作为当年标准喷涂路径数据。
29.此设置,这个版本号就可以作为当前标准喷涂路径数据,经过两个季度的优化,显然已经得到了最佳的喷涂路径数据,后续只需要直接调取这个标准喷涂路径数据来加工对应的门窗即可,不需要再优化,可以节省计算过程。
30.进一步地,所述第二拍摄装置扫描所述门窗时,首先扫描所述门窗的左上角,并沿所述门窗轮廓以顺时针或逆时针扫描至回到所述门窗的左上角完成扫描,记录所述门窗的尺寸,依据所述门窗的尺寸和移动速度生成所述喷涂路径数据。
31.此设置,由于门窗一般都是矩形的,因此只需要找到其中一个角,然后按照顺时针或逆时针扫描即可,至于扫描的具体算法是现有技术,本技术只需要扫描得到门窗的尺寸即可,也不需要根据不同的门窗来更换不同的喷涂材料,本技术的重点在于如何根据不同的门窗来调整不同的喷漆路径,从而达到最佳的喷漆路径,包含门窗的运行速度、喷漆机器人的喷漆速度等。
32.进一步地,所述第一拍摄装置通过显著图性算法比对第一图像与所述存储模块内的预设门窗图像的相似度。
33.此设置,利用现有的显著性图算法能够非常准确地识别第一图像与预设门窗图像的相似度,而且还设了一个阈值来允许一定的误差,可以得到最为准确的结构,因为达到一定的相似度后,就表示两种门窗其实是尺寸差不多的,那么就算用一样的喷漆路径也是能够起到极好的喷漆效果的。
附图说明
34.图1是本发明的结构示意图;
35.图2是图1的另一视角示意图;
36.图3是本发明的控制流程图。
37.图中,1、控制端;2、顶部输送线;3、第一喷涂机械手;4、第二喷涂机械手;5、第一拍摄装置;6、第二拍摄装置;7、挂钩;8、三轴驱动机构;9、视觉识别装置。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
39.本领域技术人员应理解的是,在本发明的披露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
40.实施例1
41.如图1和2所示,本用于门窗加工成型的喷涂设备包括控制端1以及与控制端1通信连接的顶部输送线2、第一喷涂机械手3、第二喷涂机械手4、第一拍摄装置5及第二拍摄装置6;
42.具体地,控制端1至少包括存储模块、处理模块、通信模块及人机交互界面,其中存储模块为常见的硬盘,处理模块为常见的计算机主板,如arm主板等,通信模块为常见的有线网卡和无线网卡,无线网卡支持wifi6e和蓝牙5.2,可实现高速网络通信,降低网络延迟,人机交互界面为常见的触屏和键盘鼠标等;
43.具体地,顶部输送线2上设有多个挂钩7,通过该挂钩7将门窗吊装并沿顶部输送线2路径匀速前进,顶部输送线2的结构为现有技术,而且速度能够通过控制端1来控制,这里不再对其结构进行赘述;
44.具体地,第一拍摄装置5,通过拍摄门窗的第一图像,将该第一图像与存储模块内的预设门窗图像进行比对并将比对结果发送给控制端1,第一拍摄装置5包括三轴驱动机构8和视觉识别装置9,该三轴驱动机构8包括与地面固定的y轴直线模组、与该y轴直线模组的驱动滑块连接的x轴直线模组、与该x轴直线模组的驱动滑块连接的z轴直线模组,视觉识别
装置9与z轴直线模组的驱动滑块连接,其中,三轴驱动机构8的结构能够实现视觉识别装置9快速沿门窗的轮廓进行扫描,跟上门窗的移动速度是绰绰有余,而且三轴驱动机构8不仅是运动精度高,而且执行速度快,运动稳定不会晃动,可以显著提高视觉识别装置9的识别准确率,因此通过市面上可购买到的视觉识别装置9就能够轻松地对门窗的轮廓进行扫描得到门窗的尺寸,而门窗的运动速度可以通过控制端1直接从顶部输送线2得到,并不需要计算,也正因为如此可以在门窗移动至喷涂机械手之前就算出喷涂轮架数据,基本算法就是先顶一个基准点,然后向z轴行进门窗的高度数值,再向y轴或x轴移动门窗的宽度数值或长度数值,绕门窗一圈,同时设定喷涂角度和喷涂速度,使得喷涂机械手能够完全覆盖门窗以及跟上门窗的速度,基本都是加减法运算,喷涂角度可以用预设值,因此门窗的厚度基本都是差不多的,而且都较小,喷涂机械手的喷涂范围在预设值下已经能够完全覆盖门窗的一面,两侧的喷涂机械手同时喷涂就能够完全覆盖门窗,完全不需要调节喷涂角度,或者现有的喷涂机械手都是具有视觉摄像头的,可以根据门窗自动调节喷涂角度,因此如果采用这种喷涂机械手也是能够很好地与本技术方案结构,显著提高喷涂质量并减少喷漆浪费。
45.具体地,第二拍摄装置6,通过沿门窗轮廓依次扫描生成第二图像,依据该第二图像生成喷涂路径数据并将该喷涂路径数据发送给控制端1,通过处理模块将喷涂路径数据处理得到转换喷涂路径数据,第二拍摄装置6的轮廓扫描得到门窗尺寸是视觉识别领域的现有技术,由于门窗的形状结构极为简单,基本都是矩形,因此无论是第一拍摄装置5的比对计算过程,还是第二拍摄装置6的扫描过程以及处理模块的转换过程,计算量都很小,对于硬件要求很低,按照现有的计算机硬件水平,可以在几毫秒内处理数据并得出结果,第二拍摄装置6的扫描过程另算,其随着门窗移动,并不影响门窗的输送,因此本技术的门窗还是在线式的,无需暂停,全程匀速运行,正式因为计算量小,而且结构简单才能做到如此效果,现有技术用于其他产品的控制方法是无法实现的。
46.具体地,第一喷涂机械手3接收喷涂路径数据对门窗正面进行喷涂操作,第二喷涂机械手4接收转换喷涂路径数据对门窗背面进行喷涂操作,在本实施例中,两个喷涂机械手对称设置,同时进行喷涂操作,如此才能够实现门窗的在线不停顿喷涂,显著提高喷涂效率和喷涂质量。
47.其中,第二拍摄装置6扫描门窗时,首先扫描门窗的左上角,并沿门窗轮廓以顺时针或逆时针扫描至回到门窗的左上角完成扫描,记录门窗的尺寸,依据门窗的尺寸和移动速度生成喷涂路径数据,由于门窗一般都是矩形的,因此只需要找到其中一个角,然后按照顺时针或逆时针扫描即可,至于扫描的具体算法是现有技术,本技术只需要扫描得到门窗的尺寸即可,也不需要根据不同的门窗来更换不同的喷涂材料,本技术的重点在于如何根据不同的门窗来调整不同的喷漆路径,从而达到最佳的喷漆路径,包含门窗的运行速度、喷漆机器人的喷漆速度等。
48.优选地,当第一图像与预设门窗图像的相似度大于等于预设阈值时,控制端1将喷涂路径数据与预设门窗图像对应的门窗型号绑定记录,供下次调用;当第一图像与预设门窗图像的相似度低于预设阈值时,将第一图像作为该门窗的预设门窗图像并与门窗对应的型号绑定记录,供下次调用。
49.优选地,第一拍摄装置5通过显著图性算法比对第一图像与存储模块内的预设门窗图像的相似度,利用现有的显著性图算法能够非常准确地识别第一图像与预设门窗图像
的相似度,而且还设了一个阈值来允许一定的误差,可以得到最为准确的结构,因为达到一定的相似度后,就表示两种门窗其实是尺寸差不多的,那么就算用一样的喷漆路径也是能够起到极好的喷漆效果的。
50.工作原理:本技术能够通过第一拍摄装置5先对经过的门窗进行检测,并与存储模块内的预设门窗图像进行匹配,然后通过第二拍摄装置6对经过的门窗进行扫描,因为门窗都是矩形的一个框架,因此只需要安装门窗的轮廓进行扫描即可,即可快速生成门窗对应的喷涂路径数据,当门窗运动到第一喷漆机械手和第二喷漆机械手之间时,第一喷漆机械手和第二喷漆机械手对门窗进行喷漆操作,此过程中可对任意型号的名称进行喷涂,而且每种门窗都具有独有的喷涂路径数据,因此可以极大地减少漆料浪费并提高喷漆质量和喷漆效率,也无需技术人员单独对每种型号的门窗进行喷漆路径编程。
51.实施例2
52.请参阅图3,本实施例与实施例1相比,控制端1还包括品质反馈模块,通过该品质反馈模块接收对应门窗的喷涂质量反馈数据,依据喷涂质量反馈数据刷新对应的喷涂路径数据并备份旧的喷涂路径数据,按照版本号依次保存,并将每个版本号的喷涂路径数据与喷涂质量反馈数据一一对应。
53.品质反馈模块实际上就是一个专门接受门窗品质检查数据的端口,每个正规工厂都具有质检部,在产品出厂前都需要质检,尤其是流水线企业还采用机器拍照的方式来进行质检,无需人工操作,因此无论是人工质检还是机器质检,都能够得到喷漆质量反馈数据,而根据这个喷漆质量反馈数据就能够反馈出按照当前的喷涂路径数据的质量状态,从而可以将每个版本的喷涂路径数据都进行保存并按照门窗的型号进行分类,每个型号的门窗都具有多个版本的喷涂路径数据,因此只要选喷涂质量反馈最好的就能够找出每个型号门窗的最佳的喷涂路径数据,与现有技术每个型号的门窗只有一个喷涂路径数据或者所有门窗都用一个通用的喷涂路径数据相比,本技术能够不断优化得到最佳的喷涂路径数据,从而显著提升喷涂质量和喷涂效率,减少喷涂浪费。
54.优选地,按照时间段划分版本号,在每一时间段内,当当前喷涂质量反馈数据大于上一个版本号的喷涂质量反馈数据时,采用当前喷涂质量反馈数据所对应的喷涂路径数据进行生产,其中喷涂质量反馈数据包括单位时间加工量和喷漆评分以及漆料消耗量,其中喷涂质量反馈数据=单位时间加工量*0.5 喷漆评分*0.3 喷漆消耗量*0.2。
55.因为喷涂质量反馈数据并不是实时的,因此需要将版本号按照时间段划分,那么当后续的喷涂质量反馈数据反馈回来后,就能够按照时间和版本号来找到每个型号门窗对应喷涂路径数据,从而能够在每个时间段内进行喷涂质量反馈数据的比对,选出最佳的喷涂质量反馈数据对应的喷涂路径数据的版本号,选用这个版本号的喷涂路径数据即可得到当前最佳效果,通过对单位时间加工量、喷漆评分和喷漆消耗量进行加权计算,可以得出每个版本号的喷涂路径数据的喷涂质量反馈数据,而且这个数据充分参考了单位时间加工量(加工效率)、喷漆评分(喷漆质量)及喷漆消耗量(喷漆浪费程度),可以更加全面的反馈每个版本号的喷涂路径数据的喷涂质量反馈数据,从而不断地优化得到最佳的喷涂路径数据,现有技术基本上没有这个喷漆质量反馈的过程,就算有也只是参考了喷漆质量,完全没有考虑加工效率和喷漆浪费程度,因此无法解决本技术的技术问题,无法得到最佳的喷涂路径数据,也无法实现本技术的效果。
56.其中,时间段包括每年、每季度、每月、每周及每天,按每天选取具有最高分值的喷涂质量反馈数据的版本号,再按每周至每年依次获取具有最高分值的喷涂质量反馈数据的版本号,一般的工厂每天下班前就能够得到当天的生产资料,最慢也能在每周或者每月甚至每季度得到生产资料,也就是喷涂质量反馈数据,因此根据工厂情况对应划分时间段,就能够得到这个时间段内最佳的喷涂质量反馈数据的版本号。
57.在本实施例中,当出现连续两个季度具有同样的分值的喷涂质量反馈数据时,将该分值对应的喷涂质量反馈数据对应的版本号中任一个作为当年标准喷涂路径数据,有存在喷涂质量反馈数据的分值相同的情况,因为这个分值是加权计算而来,但是只有在喷涂质量反馈数据的分值大于上一个版本号的数据才会产生新的版本号,也就是新的喷涂质量反馈数据,因此本步骤中的版本号都是同一个,这个版本号就可以作为当前标准喷涂路径数据,经过两个季度的优化,显然已经得到了最佳的喷涂路径数据,后续只需要直接调取这个标准喷涂路径数据来加工对应的门窗即可,不需要再优化,可以节省计算过程。
58.在本实施例中,当当前喷涂质量反馈数据小于等于上一个版本号的喷涂质量反馈数据时,通过控制端1控制顶部输送线2提高或降低一档门窗的输送速度并对应调整第一喷涂机械手3、第二喷涂机械手4以及第一拍摄装置5的速度,每一档输送速度为基准速度的1%,也可以是2%,或者0.1%,根据实际生产情况而定,但是均不会超过最大速度和小于最小速度。能够不断地尝试来控制门窗运行速度,相当于控制进料速度,来适应性地调节第一喷涂机械手3、第二喷涂机械手4以及第一拍摄装置5的速度,只要能够跟上门窗运行速度且正常完成工作即可,从而能够根据后续的喷漆质量反馈数据查看是否能够在其他调节不变的情况下,得到最佳的喷涂路径数据,因为并不是门窗进料速度越快越好,也并不是门窗进料速度越慢喷漆质量越好,通过这个步骤的尝试可以得出最佳的喷涂路径数据,这在现有技术中是不存在的。
59.本发明未详述部分为现有技术,故本发明未对其进行详述。
60.可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
61.尽管本文较多地使用了控制端1、顶部输送线2、第一喷涂机械手3、第二喷涂机械手4、第一拍摄装置5、第二拍摄装置6、挂钩7、三轴驱动机构8、视觉识别装置9等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
62.本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。
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