一种多区域喷涂时序控制方法及系统与流程

本发明涉及机器人喷涂控制，具体涉及一种多区域喷涂时序控制方法及系统。

背景技术：

1、在汽车后维修及非特定目标修补等喷涂作业场景中，待喷表面的形状、原涂层状态及环境条件往往具有较大的不确定性。现有的喷涂控制方案通常以整件工件的最后完成时刻作为统一的闪干起点，或者采用固定的层间等待时间。然而，这种宏观层面的统一时序控制方式难以适应微观层面的局部差异，导致先完成的区域需要无谓等待，造成生产节拍损失；同时，固定等待时间无法响应局部膜厚、温湿度变化及实际完成顺序的差异，容易引发局部过喷或欠喷等质量问题。此外，在多执行器协同作业时，若缺乏基于实际覆盖事实的精细化调度机制，还可能出现重复覆盖或漏喷的情况。同时，当喷涂作业因急停、断电等原因中断后，现有方案往往直接从预设轨迹点续作，而不能确定局部是否已形成完整沉积，容易造成重喷或漏喷。另外，现有方案有时将工具身份识别或特定识别地点作为控制系统的核心要素，这种绑定方式会不必要地限制区域时序控制系统的适用场景和部署灵活性，且与实际的区域独立调度逻辑无直接关联。因此，急需一种能够基于表面单元级实际状态进行独立时序控制与调度的技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种多区域喷涂时序控制方法及系统。本发明实现了基于表面单元实际状态的独立时序控制与差异化调度，减少了节拍损失并提升了涂层质量一致性。

2、本发明的技术方案：一种多区域喷涂时序控制方法，包括：

3、获取待喷表面的多个可独立关联状态的表面单元；所述表面单元由多区域喷涂时序控制系统生成，或由外部输入提供的坐标、区域、边界、覆盖、轨迹或机器人任务形成；所述表面单元以显式离散区域表示，或以连续状态场、属性场或运行时查询规则动态确定的局部空间范围表示；外部输入形成的表面单元，在进入时序控制前须关联目标身份、坐标基准、表面版本、任务版本及输入来源，关联缺失、冲突或失效时不生成许可控制信息；

4、当喷涂执行器完成对第一表面单元的当前喷涂操作，记录用于表征该次实际物理覆盖及后续层间演变基准的时序基准信息，并更新第一表面单元的累计薄层状态；所述时序基准信息包括实际覆盖完成时刻和能够表征覆盖后涂层层间演变程度的局部材料状态信息中的至少一种；

5、针对各表面单元，基于表面单元的上一喷涂操作的时序基准信息和累计薄层状态，确定表面单元的下一喷涂操作的许可控制信息；

6、基于多个表面单元各自的许可控制信息，控制喷涂执行器执行对应的调度动作；

7、当完成下一喷涂操作，回写对应表面单元的时序基准信息、累计薄层状态和许可控制信息。

8、上述的方法，所述时序基准信息的确定包括以下至少一种：

9、基于喷涂执行器的物理执行反馈、实际路径事件或计划覆盖核对结果中的至少一项，确定第一表面单元的实际覆盖完成时刻；和/或，基于表面温度、湿润或挥发状态、溶剂状态、光学或电学响应、固化或交联相关检测结果以及经验证模型估计中的至少一种，确定能够表征覆盖后涂层层间演变程度的局部材料状态信息；其中，所述时序基准信息用于表征实际物理覆盖事实及后续喷涂条件的演变基准；

10、计划完成、轨迹终点到达或任务完成标志，若仅来源于外部设备或上游程序报告，不单独构成实际覆盖完成事实；须经物理执行反馈、经校验的实际路径事件、有效喷幅覆盖核对结果或局部材料状态中的至少一种确认，方可认定为有效。

11、前述的方法，所述方法还包括：

12、在第一表面单元处于部分覆盖状态或异常中断状态时，记录最后已确认执行位置的三维坐标、有效覆盖比例以及未覆盖部分的空间分布；

13、更新第一表面单元的累计薄层状态，包括：

14、基于所述有效覆盖比例、三维坐标以及当前喷涂操作的沉积参数，计算第一表面单元的实际沉积量；

15、将所述实际沉积量累加至第一表面单元的历史沉积量中，以更新累计薄层状态；

16、其中，所述沉积参数包括喷涂流量、喷涂距离和移动速度中的至少一项。

17、前述的方法，所述确定表面单元的下一喷涂操作的许可控制信息，包括：

18、获取表面单元的涂层体系参数、环境参数和材料状态参数中的至少一项；

19、基于表面单元的上一喷涂操作的时序基准信息、累计薄层状态、涂层体系参数、环境参数和材料状态参数，确定下一喷涂操作的最早许可时刻、最晚许可时刻、复测时刻、可执行性结果或调度优先级中的至少一种；

20、基于所述最早许可时刻、最晚许可时刻、复测时刻、可执行性结果或调度优先级，形成所述许可控制信息；所述许可控制信息由离散许可状态、布尔可执行结果、时间窗口、连续评分、优先级值或其组合表示。

21、前述的方法，所述方法还包括：

22、为根据所述许可控制信息确定为可执行的表面单元及其对应的下一喷涂操作生成许可对象；

23、当第一喷涂执行器领取所述许可对象后，将所述许可对象与第一喷涂执行器绑定，以在有效占用期内阻止第二喷涂执行器对表面单元的同一喷涂操作执行重复覆盖。

24、前述的方法，所述方法还包括：

25、当喷涂执行器发生中断事件，保存最后已确认执行位置的三维坐标、当前喷涂操作、实际覆盖状态、中断时刻和任务版本；并保存与所述三维坐标对应的可复现定位特征数据、所述特征数据所绑定的共同参考坐标、区域边界标识和坐标版本；所述可复现定位特征数据包括源图像或图像特征、深度或点云特征、几何轮廓或曲面特征、人工标识特征、结构光或激光观测特征以及空间配准特征中的至少一种；

26、在恢复执行时，基于单层任务的最大允许闪干时间或多层任务的最大允许层间间隔，判断是否允许继续执行当前喷涂操作。

27、前述的方法，所述在恢复执行时，基于单层任务的最大允许闪干时间或多层任务的最大允许层间间隔，判断是否允许继续执行当前喷涂操作之后，还包括：

28、在允许继续执行且接收到继续指令时，从断点前的参数化重叠距离或最近完整覆盖单元重新开始执行当前喷涂操作；当载具坐标或任务坐标失效时，将所保存的可复现定位特征数据及其共同参考坐标设定为独立于失效坐标系的定位锚点；恢复时，将当前采集的可复现定位特征数据与所保存的特征数据进行空间几何配准，依据配准结果重建当前喷涂执行器相对于所述共同参考坐标的位姿转换关系，并仅在位置恢复置信度、残差、区域边界和任务版本一致性满足门限时执行所述重新开始操作；

29、将恢复执行区域产生的重复沉积量计入累计薄层状态；

30、其中，所述参数化重叠距离基于喷幅足迹在当前路径方向和法向的尺寸、当前移动速度、稳定启喷时间以及材料状态参数确定。

31、前述的方法，所述许可控制信息关联有配置版本信息，所述配置版本信息包括任务版本、涂料配置版本、工艺配置版本和喷枪个体身份数据中的至少一项；并包括外部任务数据源版本、目标或部件版本、坐标或相对基准版本、表面版本和上游执行状态版本中的至少一项；

32、所述方法还包括：

33、当所述配置版本信息发生变化，冻结尚未开始的许可控制信息或许可对象，并保留已完成的时序基准信息和累计薄层状态的记录；当外部输入区域、覆盖、轨迹或机器人任务的目标身份、坐标基准、表面版本或上游执行状态发生变化或不能验证时，同样冻结对应许可，并仅在重新关联且不改变已确认物理覆盖事实后重建未来许可。

34、一种多区域喷涂时序控制系统，包括：

35、表面单元管理模块，用于获取待喷表面的多个可独立关联状态的表面单元，所述表面单元由多区域喷涂时序控制系统生成，或由外部输入提供的坐标、区域、边界、覆盖、轨迹或机器人任务形成；所述表面单元由显式离散区域表示，或由连续状态场、属性场或运行时查询规则动态确定的局部空间范围表示；所述表面单元管理模块还用于对外部输入形成的表面单元，在进入时序控制前关联其目标身份、坐标基准、表面版本、任务版本及输入来源，并在关联缺失、冲突或失效时阻止对应表面单元进入许可计算；

36、状态记录模块，用于当喷涂执行器完成对第一表面单元的当前喷涂操作，记录用于表征实际物理覆盖及后续层间演变基准的时序基准信息，并更新第一表面单元的累计薄层状态；

37、许可计算模块，用于针对各表面单元，基于表面单元的上一喷涂操作的时序基准信息和累计薄层状态，确定表面单元的下一喷涂操作的许可控制信息；

38、调度控制模块，用于基于多个表面单元各自的许可控制信息，控制喷涂执行器执行对应的调度动作；

39、状态回写模块，用于当完成下一喷涂操作，回写对应表面单元的时序基准信息、累计薄层状态和许可控制信息。

40、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述多区域喷涂时序控制方法。

41、与现有技术相比，本发明通过将待喷表面划分或表征为多个可独立关联状态的表面单元，并以各表面单元的实际覆盖完成时刻和累计薄层状态为依据独立确定下一喷涂遍次的许可状态，构建了从微观事实记录到独立许可计算再到差异化调度的闭环。该机制使得时序控制不再依赖于整件工件的统一等待时间，而是根据各区域的真实物理覆盖进度动态解耦，从而减少了因局部等待造成的节拍损失，并提升了涂层质量的一致性。

42、进一步地，通过基于物理执行反馈或路径事件确定实际覆盖完成时刻，并在部分覆盖或中断时精确记录三维坐标与有效覆盖比例，确保了累计薄层状态反映的是真实的物理沉积事实而非名义上的程序执行时间，为后续的许可判断提供了可靠的数据基础。同时，结合涂层体系、环境参数等多维因素确定许可状态，并在超期或置信度不足时转入复测流程，增强了系统对复杂工况的适应能力。

43、此外，通过引入许可对象绑定机制，有效支持了多执行器并发作业时的防冲突控制；在中断恢复场景下，基于时间窗口判断与参数化重叠距离的衔接策略，保证了断点处涂层的连续性与完整性；而在配置版本变更时采用冻结未来许可并保留历史事实记录的策略，则确保了工艺变更过程中的数据一致性与可追溯性。