基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制方法，其特征在于：机械臂喷涂机构与控制管理机构通信连接；所述机械臂喷涂机构包括机械臂、控制终端、伺服电机和喷涂单元，所述机械臂通过伺服电机驱动；所述控制管理机构包括采集终端和识别终端；所述机械臂喷涂控制方法包括以下步骤：采集步骤：所述采集终端转向目标物体，并采集目标物体的当前位置的目标图像后发送到所述识别终端；识别步骤：所述识别终端确认目标图像，并从多个物体模板中找到与所述目标图像最接近的物体模板，并与目标图像做识别点距离判断；若满足则将该物体模板设为识别模板；若不满足则对所述物体模板进行位姿调整，将位姿调整后的物体模板设为识别模板；然后根据识别模板得到目标物体的喷涂颜色和喷涂区域，生成喷涂信号，发送到机械臂喷涂机构的控制终端；喷涂步骤：所述控制终端接收到喷涂信号后，根据喷涂信号驱动伺服电机带动机械臂动作，以及根据喷涂信号驱动喷涂单元动作，进行喷涂作业。2.根据权利要求1所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制方法，其特征在于：还包括模板预设步骤：采集并在识别终端预设定多个物体模板，其中每个物体模板包括x个子模板，每个子模板的采集角度相差360/x
°
；在所述识别步骤中，所述识别终端将目标图像与每个物体模板的x个子模板进行匹配，找到与所述目标图像最接近的物体模板。3.根据权利要求1所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制方法，其特征在于，所述识别步骤中的识别点距离判断具体为：预设值距离阈值和数量阈值；将目标图像的边框上的识别特征以及其余识别特征组合成第一识别点，根据第一识别点找出所述物体模板上与所述第一识别点所对应的第二识别点；获取所述第一识别点和与其对应的第二识别点之间的距离，判断所有第一识别点和与其对应的第二识别点之间的距离是否大于距离阈值，若满足，则获取满足距离阈值的第一识别点的数量，并判断数量是否大于数量阈值；若满足则将该物体模板设为识别模板；若不满足则对所述物体模板进行位姿调整，直到满足距离阈值的第一识别点的数量大于数量阈值，将位姿调整后的物体模板设为识别模板。4.根据权利要求3所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制方法，其特征在于，所述识别步骤中的位姿调整具体为：将所述第一识别点与第二识别点代入至变化矩阵中，进行位姿调整，得到修正物体模板；其中，变化矩阵包括平移矩阵以及旋转矩阵；首先将第一识别点的坐标与第二识别点的坐标代入下面的公式(1)中：其中r为旋转矩阵，为平移矩阵，q
i
和p
i
分别为相关联的第一识别特征点与第二识别特征点的坐标，n
i
为特征向量，i为大于1的自然整数，ε为变化矩阵；
随后获取第一识别点与第二识别点中最小的偏转的角度r，将最小的偏转角度r代入到下面公式(2)中，计算得到旋转矩阵r的最小值，其中公式(2)如下所示：将旋转矩阵r的最小值代回至公式(1)中，得到公式(3)：其中c
i
＝p
i
×
n
i
；对公式(3)求偏导，并转化为线型方程求出最小偏转的角度r、最小的水平偏移量x和最小垂直偏移量y，其过程如下：偏导公式(4)如下：偏导公式(4)如下：偏导公式(4)如下：转化为线型方程求出最小偏转的角度r、最小的水平偏移量x和最小垂直偏移量y的过程如下：5.根据权利要求1所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制方法，其特征在于：所述机械臂喷涂机构包括n个机械臂和n个控制终端，所述机械臂与所述控制终端一一对应，每个机械臂均被赋予唯一的机械臂编号，每个控制终端均被赋予唯一的控制编号；所述识别步骤具体为：在确认识别模板后，识别终端分别计算不同机械臂编号的机械臂与采集终端之间的角度和距离，得到所有机械臂对应的喷涂单元的喷涂区域和和喷涂颜色，根据喷涂区域和喷涂颜色分别生成喷涂信号，并将喷涂信号发送到对应的控制编号的控制终端。6.一种基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制系统，其特征在于：机械臂喷涂机构与控制管理机构通信连接；所述机械臂喷涂机构包括机械臂、控制终端、伺服电机和喷涂单元，所述机械臂通过伺服电机驱动；所述控制管理机构包括采集终端和识别终端；机械臂喷涂控制系统包括采集模块、识别模块和喷涂模块；所述采集模块用于通过所述采集终端转向目标物体，并采集目标物体的当前位置的目标图像后发送到所述识别终端；所述识别模块用于通过所述识别终端确认目标图像，并从多个物体模板中找到与所述
目标图像最接近的物体模板，并与目标图像做识别点距离判断；还用于若满足则将该物体模板设为识别模板；还用于若不满足则对所述物体模板进行位姿调整，将位姿调整后的物体模板设为识别模板；还用于根据识别模板得到目标物体的喷涂颜色和喷涂区域，生成喷涂信号，发送到机械臂喷涂机构的控制终端；所述喷涂模块用于通过所述控制终端接收到喷涂信号后，根据喷涂信号驱动伺服电机带动机械臂动作，还用于根据喷涂信号驱动喷涂单元动作，进行喷涂作业。7.根据权利要求6所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制系统，其特征在于：还包括模板预设模块，所述模板预设模块用于采集并在识别终端预设定多个物体模板，其中每个物体模板包括x个子模板，每个子模板的采集角度相差360/x
°
；所述识别模块还用于通过所述识别终端将目标图像与每个物体模板的x个子模板进行匹配，找到与所述目标图像最接近的物体模板。8.根据权利要求6所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制系统，其特征在于：所述识别模块还用于预设值距离阈值和数量阈值；还用于将目标图像的边框上的识别特征以及其余识别特征组合成第一识别点，还用于根据第一识别点找出所述物体模板上与所述第一识别点所对应的第二识别点；还用于获取所述第一识别点和与其对应的第二识别点之间的距离，还用于判断所有第一识别点和与其对应的第二识别点之间的距离是否大于距离阈值，还用于若满足则获取满足距离阈值的第一识别点的数量，并判断数量是否大于数量阈值；还用于若满足则将该物体模板设为识别模板；还用于若不满足则对所述物体模板进行位姿调整，直到满足距离阈值的第一识别点的数量大于数量阈值，还用于将位姿调整后的物体模板设为识别模板。9.根据权利要求8所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制系统，其特征在于：所述识别模块还用于将所述第一识别点与第二识别点代入至变化矩阵中，进行位姿调整，得到修正物体模板；其中，变化矩阵包括平移矩阵以及旋转矩阵；首先将第一识别点的坐标与第二识别点的坐标代入下面的公式(1)中：其中r为旋转矩阵，为平移矩阵，q
i
和p
i
分别为相关联的第一识别特征点与第二识别特征点的坐标，n
i
为特征向量，i为大于1的自然整数，ε为变化矩阵；随后获取第一识别点与第二识别点中最小的偏转的角度r，将最小的偏转角度r代入到下面公式(2)中，计算得到旋转矩阵r的最小值，其中公式(2)如下所示：将旋转矩阵r的最小值代回至公式(1)中，得到公式(3)：其中c
i
＝p
i
×
n
i
；对公式(3)求偏导，并转化为线型方程求出最小偏转的角度r、最小的水平偏移量x和最
小垂直偏移量y，其过程如下：偏导公式(4)如下：偏导公式(4)如下：偏导公式(4)如下：转化为线型方程求出最小偏转的角度r、最小的水平偏移量x和最小垂直偏移量y的过程如下：10.根据权利要求6所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制系统，其特征在于：所述机械臂喷涂机构包括n个机械臂和n个控制终端，所述机械臂与所述控制终端一一对应，每个机械臂均被赋予唯一的机械臂编号，每个控制终端均被赋予唯一的控制编号；所述识别模块还用于在确认识别模板后，通过识别终端分别计算不同机械臂编号的机械臂与采集终端之间的角度和距离，得到所有机械臂对应的喷涂单元的喷涂区域和和喷涂颜色；还用于根据喷涂区域和喷涂颜色分别生成喷涂信号，并将喷涂信号发送到对应的控制编号的控制终端。

技术总结
本发明公开了一种基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制方法及系统，其方法包括：采集终端采集目标物体的当前位置的目标图像后发送到识别终端；识别终端从多个物体模板中找到与目标图像最接近的物体模板，并与目标图像做识别点距离判断；若满足则将该物体模板设为识别模板；若不满足则将位姿调整后的物体模板设为识别模板；然后根据识别模板得到目标物体的喷涂颜色和喷涂区域，生成喷涂信号，发送到机械臂喷涂机构的控制终端；控制终端接收到喷涂信号后，进行喷涂作业。其系统包括采集模块、识别模块和喷涂模块。所述基于高效性能伺服驱动的机械臂喷涂控制方法及系统解决了现有的自动化喷涂作业容易出现喷涂位置出错的问题。自动化喷涂作业容易出现喷涂位置出错的问题。自动化喷涂作业容易出现喷涂位置出错的问题。


技术研发人员：陈志满 吴志诚 龙腾发
受保护的技术使用者：广东天太机器人有限公司
技术研发日：2022.06.14
技术公布日：2022/10/13