王碩 陳克文

目前車身噴漆的方式主要有兩種：1、傳統(tǒng)的手動(dòng)噴漆;2、機(jī)器人自動(dòng)噴漆。傳統(tǒng)的手動(dòng)噴漆主要用于汽車的維修行業(yè)，其缺點(diǎn)：1、成本高;2效率低;3對(duì)操作者的健康有一定的危害。在整車生產(chǎn)環(huán)節(jié)多用機(jī)器人自動(dòng)噴漆方式，機(jī)器人自動(dòng)噴漆方式在汽車生產(chǎn)線上最為成熟，但是不適合于汽車的維修行業(yè)。

本文將介紹一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、適合于汽車維修行業(yè)、成本低、操控性好、安全可靠、噴漆效率高的智能噴漆機(jī)器人系統(tǒng)，以滿足汽車維修行業(yè)噴漆需要。

本智能噴漆機(jī)器人系統(tǒng)，能夠滿足汽車維修噴漆要求，并達(dá)到手動(dòng)噴漆效果，保證了噴漆質(zhì)量，提高了工作效率，如用于4s店，可明顯提升4s店整體服務(wù)水平，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使操作人員遠(yuǎn)離漆霧區(qū)域，保證了操作人員的身心健康，安全可靠，省時(shí)省力，節(jié)能，降低產(chǎn)生成本。

智能噴漆機(jī)器人系統(tǒng)，主要結(jié)構(gòu)包括：機(jī)器人（1），在機(jī)器人（1）的下端設(shè)有底座（2），機(jī)器人（1）與控制器（4）相接，控制器（4）與處理器（8）相接，處理器（8）與深度相機(jī)（3）相接，在機(jī)器人（1）的上端通過法蘭盤（7）與連接軸（9）的一端相接，連接軸（9）的另一端接有安裝座（6），噴漆槍（18）的安裝軸插入所述的安裝座（6）內(nèi)部上下方向設(shè)置的長(zhǎng)孔內(nèi)，在安裝座（6）的一側(cè)設(shè)有對(duì)噴漆槍（18）的安裝軸進(jìn)行定位的定位螺釘（10），在安裝座（6）的另一側(cè)通過銷軸（19）與限位臂（15）的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，限位臂（15）的另一端連接有限位軸（20），限位軸（20）支撐在噴漆槍（18）的安裝軸處，在限位臂（15）的中部與安裝座（6）之間設(shè)有分度銷（16），與氣動(dòng)裝置相接的氣缸（17）固定安裝在安裝座（6）上，與氣缸（17）相配的活塞桿（11）的外端頭通過連接件（12）與撥動(dòng)桿（13）相接，撥動(dòng)桿（13）與噴漆槍（18）上的板機(jī)（21）相配。

處理器（8）首先通過深度相機(jī)（3）獲取汽車噴漆維修區(qū)域的三維點(diǎn)云模型，對(duì)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、平滑等預(yù)處理，然后通過一整套算法提取三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)，進(jìn)而計(jì)算噴漆機(jī)器人的噴漆運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)，需標(biāo)定深度相機(jī)（3）坐標(biāo)系與噴漆機(jī)器人坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系，最后控制噴漆機(jī)器人沿著自動(dòng)規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)并完成噴漆。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是圖1所示的A部放大示意圖;

具體實(shí)施方式

如圖1、2所示：智能噴漆機(jī)器人系統(tǒng)，在機(jī)器人（1）的下端設(shè)有底座2，安裝時(shí)通過底座（2）和地腳螺栓將機(jī)器人（1）固定安裝于基礎(chǔ)上。

機(jī)器人（1）與控制器（4）相接，控制器（4）與處理器（8）相接，處理器（8）與深度相機(jī)（3）相接。

在機(jī)器人（1）的上端通過法蘭盤（7）與連接軸（9）的一端相接，連接軸（9）的另一端固定連接有安裝座（6）。

接有儲(chǔ)漆筒（5）的噴漆槍（18）的安裝軸插入安裝座（6）內(nèi)部上下方向設(shè)置的長(zhǎng)孔內(nèi)，在安裝座（6）的一側(cè)設(shè)有對(duì)噴漆槍（18）的安裝軸進(jìn)行定位的定位螺釘（10），定位螺釘（10）與安裝座（6）螺紋連接，定位螺釘（10）的內(nèi)端頭頂入噴漆槍18的安裝軸上的凹坑內(nèi)，使噴漆槍（18）的安裝軸可相對(duì)于安裝座（6）轉(zhuǎn)動(dòng)。在安裝座（6）的另一側(cè)通過銷軸（19）與限位臂（15）的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，限位臂（15）的另一端連接有限位軸（20），限位軸20支撐在噴漆槍（18）的安裝軸處，用于對(duì)噴漆槍（18）的安裝軸進(jìn)行支撐，即支撐了整個(gè)噴漆槍（18）。在限位臂（15）的中部與安裝座（6）之間設(shè)有分度銷（16），分度銷（16）內(nèi)端頭頂靠在安裝座（6）側(cè)面上的凹槽內(nèi)，使限位臂（15）相對(duì)于安裝座（6）相對(duì)固定，分度銷（16）上可套裝有復(fù)位彈簧，向外側(cè)拉動(dòng)分度銷（16）時(shí)，克服復(fù)位彈簧的彈力，使分度銷（16）的內(nèi)端頭離開安裝座（6）側(cè)面上的凹槽，松開時(shí)，在復(fù)位彈簧作用下分度銷（16）內(nèi)端頭自動(dòng)頂靠在安裝座（6）側(cè)面上的凹槽內(nèi)，限位臂（15）通過限位軸（20）可對(duì)噴漆槍（18）進(jìn)行支撐，拉開分度銷（16）時(shí)，可解除對(duì)噴漆槍（18）的定位，噴漆槍（18）可相對(duì)于安裝座（6）松動(dòng)，方便拆卸換漆及清洗。

與氣動(dòng)裝置相接的氣缸（17）固定安裝在安裝座（6）上，與氣缸（17）相配的活塞桿（11）的外端頭通過連接件（12）與撥動(dòng)桿（13）相接，撥動(dòng)桿（13）與噴漆槍（18）上的板機(jī)（21）相配，氣缸（17）帶動(dòng)活塞桿（13）回縮時(shí)，可通過撥動(dòng)桿（13）下壓板機(jī)（21），使噴漆槍（18）從噴漆口（14）噴漆。其中噴漆槍（18）為常用的手動(dòng)噴漆槍。機(jī)器人（1）為協(xié)作機(jī)器人。

工作過程：此套系統(tǒng)將深度相機(jī)安裝在噴漆機(jī)器人底盤處。處理器（8）首先通過深度相機(jī)（3）獲取汽車噴漆維修區(qū)域的三維點(diǎn)云模型，對(duì)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、平滑等預(yù)處理，然后通過一整套算法提取三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)，進(jìn)而計(jì)算噴漆機(jī)器人的噴漆運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)定深度相機(jī)坐標(biāo)系與噴漆機(jī)器人1坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系（即統(tǒng)一坐標(biāo)系），最后控制噴漆機(jī)器人沿著自動(dòng)規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)并通過控制器（4）控制氣動(dòng)裝置，帶動(dòng)氣缸（17）、板機(jī)（21）動(dòng)作，完成噴漆。具有安全可靠，省時(shí)省力，節(jié)能環(huán)保，降低產(chǎn)生成本的優(yōu)點(diǎn)。

本系統(tǒng)適合應(yīng)用在汽車維修領(lǐng)域的噴漆、補(bǔ)漆，操作簡(jiǎn)單，能夠改善噴漆工人在有毒有害氣體環(huán)境下工作的條件，減少噴漆工作的職業(yè)危害，實(shí)現(xiàn)用智能科技引領(lǐng)綠色環(huán)保汽車售后維修市場(chǎng)的目標(biāo)，隨著科技的發(fā)展機(jī)器人終將代替人去完成危險(xiǎn)或?qū)θ梭w有危害的作業(yè)，本文也希望能對(duì)工業(yè)的進(jìn)步提出些問題，提供一些幫助。

（作者單位：1.斯凱孚（大連）軸承與精密技術(shù)產(chǎn)品有限公司;2.愛康普科技（大連）有限公司）