高精度动态跟踪点胶方法及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111921788A(43)申请公布日2020.11.13(21)申请号202010786493.1(22)申请日2020.08.07(71)申请人欣辰卓锐(苏州)智能装备有限公司地址215000江苏省苏州市高新区金山东路198号安达科技园7号厂房B幢二层7209号(72)发明人丛周建孙洋杨沛(74)专利代理机构北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)11489代理人杨德智(51)Int.Cl.B05C5/02(2006.01)B05C11/10(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称高精度动态跟踪点胶方法及其装置(57)摘要本发明公开了高精度动态跟踪点胶方法及其装置，属于在线式点胶技术领域，包括一下步骤产品定位、工艺轨迹、轨迹优化、产品跟踪位姿缓存、产品坐标系合成和位姿补偿，本发明通过视觉识别和定位模块对产品进行定位，同时通过运算形成工艺轨迹生成，用于动态生成点胶轨迹，轨迹优化根据出胶量和胶水的形状，自动的改变轨迹的速度，自动控制针头和产品表面的距离，自动控制针头和产品表面法向量的夹角，位姿补偿，用于进一步提升点胶轨迹精度，跟踪点胶实现涂胶作业，整台设备的机构显得简洁可靠，省去了多余动作，只保留核心的点胶动作，不仅节省了作业事件，极大增加了产能，也契合精益生产的核心理念，生产效率大大提升。CN111921788ACN111921788A权利要求书1/2页1.高精度动态跟踪点胶方法，其特征在于，包括以下步骤：产品定位：通过视觉识别和定位模块，用于在线监测来料的位姿，包括空间的4～6个自由度，根据视觉和运动控制标定的转换矩阵，将视觉检测结果转换为运动控制坐标系的结果；工艺轨迹：动态生成点胶轨迹，根据得到的空间轮廓包括2D的平面轮廓，3D的空间轮廓位置信息，并结合点胶工艺要求生成点胶轨迹和根据轮廓的法向量和点胶轨迹，生成点胶姿态信息，结合位置和姿态信息生成点胶轨迹；轨迹优化：用于轨迹的速度规划和路径的平滑，保证达到工艺要求，对于工艺要求特别严苛的产品，可以加入点胶量闭环控制系统，根据PLC系统输出变化的信息来进行点胶轨迹的控制，即通过比较点胶运动轨迹与期望工艺运动轨迹之间的偏差，并消除偏差；产品跟踪位姿缓存：记录产品位姿，并且根据产品的位置实时的更新，而且可以通过FIFO的方式缓存1～10个产品位姿数据；产品坐标系合成：当前加工的产品，通过实时更新合成的坐标系方法，动态更新生成的轨迹数据；位姿补偿：进一步提升点胶轨迹精度，可以包括螺距补偿，2D补偿，3D空间补偿功能；点胶限位：限制点胶的区域，防止碰撞。2.根据权利要求1所述的高精度动态跟踪点胶方法，其特征在于：产品定位具体包括：皮带位置实时读取模块，用于皮带位置的实时记录并读取；产品位置锁存模块，用于记录产品的位置，通过传感器触发，同时记录皮带位置和触发图像识别系统，抓取图像或者3D点云图；来料位姿检测通过传感器检测来料是否到达触发位置来触发拍摄组件获取动作。3.根据权利要求1所述的高精度动态跟踪点胶方法，其特征在于：点胶限位包括设置点胶FIFO区域模块，用于限制点胶的区域，防止碰撞。4.根据权利要求1所述的高精度动态跟踪点胶方法，其特征在于，工艺轨迹具体包括：PLC控制机构对产品位置锁存模块抓起的图像进行读取，进行强定位算子处理和中心的以及角度的计算得出数据；PLC控制机构读取点胶机构基础坐标系、点胶机构末端工具坐标系、拍摄组件像素坐标系和产品坐标系通过旋转缩放平移矩阵计算完成手眼标定，通过实时更新合成的坐标系方法，动态更新生成的轨迹数据。5.根据权利要求1所述的高精度动态跟踪点胶方法，其特征在于，轨迹优化具体包括：PLC控制机构取得上述产品工艺运动轨迹，运动轨迹包括点胶轨迹的角度、点胶轨迹的曲率、点胶轨迹速率，根据出胶量和胶水形状，有PLC自动演算点胶局部区块的优化控制参数，自动的改变轨迹的速度，自动控制针头和产品表面的距离，自动控制针头和产品表面法向量的夹角。6.根据权利要求1所述的高精度动态跟踪点胶方法，其特征在于，位姿补偿具体包括：通过产品位置锁存模块获取当前产品在测量坐标系下的法矢向量，建立当前点胶机构坐标系和实际点胶设备坐标系，并构建点胶坐标系和测量坐标系的线性关系；获取并处理所述距离传感器阵列的当前读数，得到当前工件在点胶坐标系下的法矢偏角，根据法矢向量和所述理论法矢向量分别计算法矢向量的待加工位置和所述理论法矢向2CN111921788A权利要求书2/2页量的理论加工位置；PLC控制机构计算待加工位置和理论加工位置的加工误差，利用线性关系处理所述加工误差，得到两个进给移动组件的补偿量。7.高精度动态跟踪点胶装置，包括机体(5)，其特征在于：所述机体(5)内部设置