[发明专利]一种地铁屏蔽门涂胶机器人及其涂胶方法

说明书

本发明提供一种地铁屏蔽门涂胶机器人及其涂胶方法，涂胶机器人包括涂胶工位，所述涂胶工位包括封闭的腔室，所述腔室内设置有涂胶台面，所述涂胶台面上设置有机械臂，所述机械臂包括三个线性模块，三个所述线性模块以沿三个正交轴进行平动运动的方式设置，所述机械臂的末端设置有喷胶枪；所述腔室顶部对应涂胶台面设置有视觉系统，所述视觉系统用于检查涂胶台面上的门体以及玻璃的位置、尺寸以及形状，并识别机械臂以及喷胶枪；本发明具有降低生产成本，提升生产效率和质量的优点。

技术领域

本发明属于自动涂胶技术领域，具体涉及一种地铁屏蔽门涂胶机器人及其涂胶方法。

背景技术

近年来，机器人和视觉系统之间的集成迅速蔓延，行业被迫以较低的成本快速运营，以满足消费者的需求和竞争力。视觉系统广泛应用于图形和地图应用中，以检测点云并将其转换为高质量的曲面或实体模型。基于视觉的机器人系统被广泛应用于各种工业领域，以执行机器人操作、收割、焊接、喷漆和粘合等基本操作。

每个应用领域都对开发人员提出了特定的挑战。例如，在机器人操作领域，结合计算机辅助设计(CAD)数据的二维视觉系统可以识别随机放置的物体。在快速加工过程中，必须有足够数量的成熟水果和大量的成熟水果，以在合理的时间内将其与大量的成熟水果区分开来。虽然在水果收获应用中不需要机器人的高精度定位，但焊接操作要求末端执行器轨迹的高精度，通常为0.1mm或更小。因此，在选择视觉传感器时必须使用大量的焦点，该传感器必须保证具有低光学失真的正确分辨率，从而限制工作区域扩展到摄像机观察到的区域。在这种高精度的环境下，理想的焊接路径是从制造数字图纸中获得的。因此，系统需要先验信息来正确地检测(通常通过基于结构光的视觉系统)要遵循的实际路径。此外，自动焊接机需要合适的程序来实时跟踪和控制焊缝参数。

与焊接应用相比，涂胶过程要求机器人在整个工作区域内的定位精度较低(几毫米)，并且需要非实时数据处理。此外，与收获和处理应用不同，不需要对颜色敏感。

发明内容

本发明的目的是提供一种地铁屏蔽门涂胶机器人及其涂胶方法，通过视觉系统提升涂胶机的工作效率。

本发明提供了如下的技术方案：

一种地铁屏蔽门涂胶机器人，包括涂胶工位，所述涂胶工位包括封闭的腔室，所述腔室内设置有涂胶台面，所述涂胶台面上设置有机械臂，所述机械臂包括三个线性模块，三个所述线性模块以沿三个正交轴进行平动运动的方式设置，所述机械臂的末端设置有喷胶枪；所述腔室顶部对应涂胶台面设置有视觉系统，所述视觉系统用于检查涂胶台面上的门体以及玻璃的位置、尺寸以及形状，并识别机械臂以及喷胶枪。

优选的，所述线性模块为电动推杆或气缸。

优选的，所述视觉系统包括分辨率为1920×1080像素的RGB摄像头、分辨率为512×424像素的红外传感器、基于支持距离测量的激光传感器；通过集成到所述红外传感器中的电子电路，对摄像头进行了详细设计，可以生成深度图；通过调制光法测量深度，将激光传感器检测到的距离插入512×424矩阵对应于红外图像大小。

优选的，所述视觉系统通过开发工具包提供两个三维矩阵I和D，尺寸为N×M×3，N＝1920，M＝108；I是图像矩阵，其三张表包含与每个像素位置相关的三个RGB颜色级别；D是云点矩阵，其三张表包含三个笛卡尔坐标xc、yc和zc，与每个像素位置相关。

一种地铁屏蔽门涂胶机器人的涂胶方法，包括以下步骤：

S1、设定原型标定程序，原型标定程序的目的是在机械臂和视觉系统之间建立通信，使机械臂能够正确地解释通过视觉系统获得的信息；S2、设定位置误差图，以测试定义的转换矩阵的有效性；S3、在门体和玻璃轮廓上规划胶合的轨迹。

优选的，所述设定原型标定程序，包括以下步骤：S11、设定机械臂参考系OrXrYrZr和视觉系统参考系OcXcYcZc；S12、机械臂参考系和视觉系统参考系中通用点的齐次坐标之间的关系如下：