一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法發(fā)明內(nèi)容

一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法專利目的

為了解決上述技術(shù)問題，《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》提供一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法，可實現(xiàn)不同工件噴涂軌跡自動生成，從而降低用戶的操作難度，且不需要額外的工裝夾具，降低系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜性和使用維護成本。

一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法技術(shù)方案

《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》，包括以下步驟：

（1）獲取待噴涂工件特征數(shù)據(jù)：利用視覺系統(tǒng)掃描固定式或移動式的待噴涂工件，得到待噴涂工件數(shù)據(jù)以獲取噴涂物的容貌特征，數(shù)據(jù)可以實時顯示并傳輸至集成計算機處理，所述集成計算機內(nèi)集成有用于對掃描數(shù)據(jù)處理并生成機器人噴涂的最優(yōu)路徑的圖像處理系統(tǒng)和模擬機器人進行噴涂加工的仿真系統(tǒng)，《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的數(shù)據(jù)具有實時性，即得到待噴涂工件數(shù)據(jù)后立刻傳輸給集成計算機，以確保集成計算機的快速反映并有助于噴涂軌跡的快速生成；

（2）圖像處理系統(tǒng)處理所獲取數(shù)據(jù)：圖像處理系統(tǒng)接收來自視覺系統(tǒng)數(shù)據(jù)后，模擬人類視覺和推理首先刪除多余信息，然后提取出待噴涂工件的實體數(shù)據(jù)組成了待噴涂工件的幾何圖形，這些特征將被檢測和發(fā)送至軌跡映射模塊中，由自動軌跡生成器進行軌跡自動生成處理；《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的圖像處理系統(tǒng)利用圖像分割從不同的視覺設(shè)備中進行圖像的合成工作，同時可以處理不同的待噴涂工件，該待噴涂工件以任意的位置和方向進行掃描后都可以進行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)系的實時跟蹤，從而解決待噴涂工件為移動狀態(tài)時的掃描問題。（3）軌跡自動生成：由自動軌跡生成器生成機器人的噴涂程序，目標(biāo)是為一個任何形狀和尺寸的待噴涂工件找到一個最理想的自動噴涂軌跡，自動軌跡生成器集成了圖形理論分析、路徑優(yōu)化算法、生成機器人運動軌跡，軟件內(nèi)部仿形系統(tǒng)作為一個數(shù)字化的功能，目的是實現(xiàn)恒定噴涂速度和高平滑性，自動軌跡生成器內(nèi)置有基于特定行業(yè)噴涂經(jīng)驗的噴涂工藝專家系統(tǒng)，包含了基于大量的工件噴涂經(jīng)驗的數(shù)據(jù)積累以形成的具有最優(yōu)的軌跡、參數(shù)的噴涂工藝，從而可針對不同的待噴涂工件制定最優(yōu)的軌跡和參數(shù)，保證了噴涂加工的順利進行；

（4）仿真：軌跡自動生成后由仿真系統(tǒng)模擬機器人去完成設(shè)定好的噴涂任務(wù)，從而對運動路徑和軌跡的優(yōu)化進行模擬仿真，機器人的關(guān)鍵概念例如正運動學(xué)、逆運動學(xué)、均可仿真實現(xiàn)，用于檢測并解決碰撞、奇異點、關(guān)節(jié)速度極限和關(guān)節(jié)位置極限等問題；仿真中采用不同的顏色變化突出顯示應(yīng)用于該對象的整個表面的噴涂量。而且，用戶可以顯示所有機器人本體上的連桿的位置、速度以及加速度；

（5）操控用戶界面：步驟（4）完成后，操作者操作用戶界面實現(xiàn)噴涂，用戶界面主要是為操作者操作機器人提供簡易而方便的操作，可以選擇語言、各類參數(shù)、統(tǒng)計、遠(yuǎn)程協(xié)助的功能；

（6）確定噴涂參數(shù)：機器人噴涂軌跡完成了噴涂的基本走向，為確保質(zhì)量系統(tǒng)提供各類噴涂的參數(shù)調(diào)整功能，平面和邊緣通用參數(shù)提供了偏移、開槍、關(guān)槍距離、軌跡過渡的參數(shù)，對于工件邊緣的參數(shù)有Y角、偏移深度、連續(xù)移動角度、邊選擇的參數(shù)；對于平板的參數(shù)有運動方向、Y角度、Y角擺動、Z角度、Z角擺動、并行軌跡間隔、并行軌跡偏移、工件噴涂次數(shù)的參數(shù)；對于線參數(shù)有Y角度、Z角度、頂點偏移、頂點修正、角通過速度、面板框架的參數(shù)。

（7）噴涂加工：機器人噴涂系統(tǒng)根據(jù)確定好的仿形軌跡、結(jié)合供漆系統(tǒng)、噴涂工藝要求，對各種待噴涂工件進行噴涂，噴涂時利用機器人噴涂系統(tǒng)中的機器人本體下方安裝的旋轉(zhuǎn)底座完成自動抓取待噴涂工件和快速更換已噴涂工件，也可以采用其他的輸送和上下料方式完成工件的更換。

所述視覺系統(tǒng)采用光柵、激光傳感器實現(xiàn)對待噴涂工件的掃描。

所述圖像處理系統(tǒng)包括對待噴涂工件圖像信息的搜索和分析，并利用圖像分割對不同的圖像進行合成工作，所述待噴涂工件圖像為2D或3D的形式。

《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》采用的機器人噴涂系統(tǒng)集機器人本體、機器人控制器和供漆系統(tǒng)于一體，機器人本體的下部安裝的旋轉(zhuǎn)底座可以自動抓取待噴涂工件和快速更換已噴涂工件，極大的提高了工件的裝件和更換效率，自動化程度高，取代了傳統(tǒng)的人工裝件方式，安全系數(shù)高。

所述機器人本體、供漆系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)底座均與機器人控制器相連，所述機器人控制器與集成計算機相連，從而利用集成計算機將指令輸送給機器人控制器，以控制機器人本體、供漆系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)底座執(zhí)行相應(yīng)的噴涂操作。

自動軌跡生成器的工作過程如下：

（a）噴涂工藝專家系統(tǒng)的形成：基于長期的噴涂項目經(jīng)驗和數(shù)據(jù)形成了一套噴涂工藝專家系統(tǒng)，并將噴涂工藝專家系統(tǒng)集成在計算機上；

（b）工件圖像數(shù)據(jù)輸入：獲得工件的圖像數(shù)據(jù)傳輸給噴涂工藝專家系統(tǒng)；

（c）軌跡自動生成：生成機器人的噴涂程序，不需要進行點對點的噴涂程序的編程而自動生成了噴涂軌跡程序；

（d）參數(shù)設(shè)定：軌跡自動生成后，噴涂工藝專家系統(tǒng)對噴涂路徑上的每個點提供了如下參數(shù)：速度、手腕的旋轉(zhuǎn)值、噴槍的開啟和關(guān)閉、噴涂距離、噴槍的幅度范圍、涂料的流量和顏色，軌跡的速度會被規(guī)劃成勻速運動以獲得最好的噴涂品質(zhì)；

（e）樣條算法實現(xiàn)恒定速度和高平滑性：在步驟（d）完成后，操作者操作用戶界面實現(xiàn)噴涂控制，利用樣條算法基于三維傳感器獲取的工件坐標(biāo)點信息，以在機器人的笛卡爾空間的正確的高度和走向上插入每個軌跡點，通過分析臨近的點可以完成樣條計算，使得機器人在臨近點之間的速度和加速度保持連續(xù)，會通過臨近點對機器人軌跡進行分析，使得機器人的運動盡可能的平順；

（f）機器人控制器通過對樣條進行運動學(xué)解算，形成最終軌跡：根據(jù)步驟（e）中在笛卡爾空間通過樣條算法得到的機器人軌跡點，由機器人控制器進行運動學(xué)解算，得到對應(yīng)關(guān)節(jié)伺服電機的角度數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)進行進一步離散化，得到伺服電機位置回路指令。在固定的采樣周期內(nèi)通過相應(yīng)的控制算法，得到伺服電機速度指令、電流指令。通過安裝在電機端（或關(guān)節(jié)輸出端）的編碼器完成對伺服電機位置值和速度值的實時反饋，從而完成對伺服電機的位置回路，速度回路和電流回路的實時閉環(huán)控制。使得機器人按預(yù)定的軌跡進行運動。

在步驟（e）中樣條算法要求基于三維傳感器獲取的工件坐標(biāo)點信息，以在正確的高度和走向上插入每個軌跡點，通過分析臨近的點可以完成以上的計算，作為一個數(shù)字化的功能，實現(xiàn)恒定噴涂速度和高平滑性。

所述步驟（e）中的噴槍必須垂直于工件表面。

當(dāng)工件表面光滑或表面為黑色，采用濾波器進行減少或者忽略干擾處理。當(dāng)工件表面光滑或表面為黑色，三維掃描結(jié)果受噪音影響，使得獲取的數(shù)據(jù)出現(xiàn)很多錯誤，比如高度的變化檢測和工件邊緣的變形等，會導(dǎo)致機器人的運行出現(xiàn)波動，因此特采用濾波器進行減少或者忽略干擾處理，以使得工件的表面盡可能的光滑。

在工件擺放位置偏差、不同種類工件混放等情況下都能自動生成噴涂軌跡，極大的提高了加工效率。

一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法改善效果

《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》具有自動化程度高、加工精度高和適用面廣等優(yōu)點，可實現(xiàn)不同工件噴涂軌跡自動生成，從而降低用戶的操作難度，替代了傳統(tǒng)的針對單個不同型號的待噴涂工件的人工編程，縮短了噴涂加工所耗費的時間，提高了生產(chǎn)效率,且不需要額外的用于工件定位的工裝夾具，降低系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜性和使用維護成本。

工業(yè)噴涂生產(chǎn)領(lǐng)域的競爭正變得日趨激烈，對自動化水平，優(yōu)化程度和油漆的質(zhì)量需求日益提高。引入工業(yè)機器人噴涂系統(tǒng)將更加的環(huán)保節(jié)能、健康、安全，并將大幅降低成本。機器人路徑對噴涂厚度的均勻性起決定性作用，而噴涂厚度的均勻性又強烈影響其產(chǎn)品的質(zhì)量。

機器人噴涂路徑的生成方式一般是調(diào)試人員根據(jù)待噴工件的3D圖及現(xiàn)場多次示教編程后才能完成。此方法操作復(fù)雜，對操作者有較高專業(yè)技能要求同時柔性化較差，工件更換后要求重新編制新的一套軌跡程序，操作極其繁瑣，耗時較長，使得噴涂加工的效率較低，影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。且傳統(tǒng)示教編程下，需要保證不同工件每次擺放的位置姿態(tài)必須一致，因此針對不同的工件需要設(shè)計和制造專用的工裝夾具完成對其的嚴(yán)格定位，工裝夾具定位不準(zhǔn)確嚴(yán)重會影響噴涂的質(zhì)量。

圖1為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的工作時的原理圖；

圖2為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的控制流程圖；

圖3為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的工件邊緣的參數(shù)有Y角參數(shù)應(yīng)用示意圖；

圖4為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的邊緣的參數(shù)的偏移深度參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖5為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的邊緣的參數(shù)的連續(xù)移動角度參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖6為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的邊緣的參數(shù)中的邊選擇的參數(shù)的應(yīng)用示意圖一；

圖7為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的邊緣的參數(shù)中的邊選擇的參數(shù)的應(yīng)用示意圖二；

圖8為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的平板的參數(shù)的運動方向參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖9為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的平板的參數(shù)中的Y角擺動參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖10為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的平板的參數(shù)中的Z角度參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖11為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的平板的參數(shù)中的Z角擺動參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖12為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的平板的參數(shù)中的并行軌跡間隔參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖13為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的平板的參數(shù)中的并行軌跡偏移參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖14為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的線參數(shù)中的Y角度參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖15為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的線參數(shù)中的Z角度參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖16為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的線參數(shù)中的頂點長度的定義示意圖；

圖17為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的線參數(shù)中的頂點偏移參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖18為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的線參數(shù)中的頂點修正參數(shù)的應(yīng)用示意圖；

圖19為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》針對復(fù)雜的平面工件使能和不使能時的應(yīng)用示意圖；

圖20為《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的線參數(shù)中的面板框架參數(shù)的應(yīng)用示意圖。

《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》涉及工業(yè)機器人噴涂加工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法。

1.一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

（1）獲取待噴涂工件特征數(shù)據(jù)：利用視覺系統(tǒng)掃描固定式或移動式的待噴涂工件，得到待噴涂工件數(shù)據(jù)以獲取噴涂物的容貌特征，數(shù)據(jù)實時顯示并傳輸至集成計算機處理，所述集成計算機內(nèi)集成有用于對掃描數(shù)據(jù)處理并生成機器人噴涂的最優(yōu)路徑的圖像處理系統(tǒng)和模擬機器人進行噴涂加工的仿真系統(tǒng)；

（2） 圖像處理系統(tǒng)處理所獲取數(shù)據(jù)：圖像處理系統(tǒng)接收來自視覺系統(tǒng)數(shù)據(jù)后，模擬人類視覺和推理首先刪除多余信息，然后提取出待噴涂工件的實體數(shù)據(jù)組成了待噴涂工件的幾何圖形，這些特征將被檢測和發(fā)送至軌跡映射模塊中，由自動軌跡生成器進行軌跡自動生成處理；其特征在于：還包括：

（3） 軌跡自動生成：由自動軌跡生成器生成機器人的噴涂程序，目標(biāo)是為一個任何形狀和尺寸的待噴涂工件找到一個最理想的自動噴涂軌跡，自動軌跡生成器集成了圖形理論分析、路徑優(yōu)化算法、生成機器人運動軌跡，自動軌跡生成器內(nèi)置有噴涂工藝專家系統(tǒng)；

（4）仿真：軌跡自動生成后由仿真系統(tǒng)模擬機器人去完成設(shè)定好的噴涂任務(wù)；

（5）操控用戶界面：步驟（4）完成后，操作者操作用戶界面實現(xiàn)噴涂；

（6）確定噴涂參數(shù)：機器人噴涂軌跡完成了噴涂的基本走向，平面和邊緣通用參數(shù)提供了偏移、開槍、關(guān)槍距離、軌跡過渡的參數(shù)；

（7）噴涂加工：機器人噴涂系統(tǒng)根據(jù)確定好的仿形軌跡、結(jié)合供漆系統(tǒng)、噴涂工藝要求，對各種待噴涂工件進行噴涂，噴涂時利用機器人噴涂系統(tǒng)中的機器人本體下方安裝的旋轉(zhuǎn)底座完成自動抓取待噴涂工件和快速更換已噴涂工件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述視覺系統(tǒng)采用光柵、激光傳感器實現(xiàn)對待噴涂工件的掃描。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述圖像處理系統(tǒng)包括對待噴涂工件圖像信息的搜索和分析，并利用圖像分割對不同的圖像進行合成工作，所述待噴涂工件圖像為2D或3D的形式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：在步驟（6）中，對于工件邊緣的參數(shù)有Y角、偏移深度、連續(xù)移動角度、邊選擇的參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：在步驟（6）中，對于平板的參數(shù)有運動方向、Y角度、Y角擺動、Z角度、Z角擺動、并行軌跡間隔、并行軌跡偏移、工件噴涂次數(shù)的參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：在步驟（6）中，對于線參數(shù)有Y角度、Z角度、頂點偏移、頂點修正、角通過速度、面板框架的參數(shù)。

如圖1和圖2所示，一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

（1）獲取待噴涂工件特征數(shù)據(jù)：利用視覺系統(tǒng)1掃描固定式或移動式的待噴涂工件，得到待噴涂工件數(shù)據(jù)以獲取噴涂物的容貌特征，數(shù)據(jù)可以實時顯示并傳輸至集成計算機4處理，所述集成計算機4內(nèi)集成有用于對掃描數(shù)據(jù)處理并生成機器人噴涂的最優(yōu)路徑的圖像處理系統(tǒng)和模擬機器人進行噴涂加工的仿真系統(tǒng)，《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的數(shù)據(jù)具有實時性，即得到待噴涂工件數(shù)據(jù)后立刻傳輸給集成計算機4，以確保集成計算機4的快速反映并有助于噴涂軌跡的快速生成；

（2）圖像處理系統(tǒng)處理所獲取數(shù)據(jù)：圖像處理系統(tǒng)接收來自視覺系統(tǒng)1數(shù)據(jù)后，模擬人類視覺和推理首先刪除多余信息，然后提取出待噴涂工件的實體數(shù)據(jù)組成了待噴涂工件的幾何圖形，這些特征將被檢測和發(fā)送至軌跡映射模塊中，由自動軌跡生成器進行軌跡自動生成處理；《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的圖像處理系統(tǒng)利用圖像分割從不同的視覺設(shè)備中進行圖像的合成工作，同時可以處理不同的待噴涂工件，該待噴涂工件以任意的位置和方向進行掃描后都可以進行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)系的實時跟蹤，從而解決待噴涂工件為移動狀態(tài)時的掃描問題。

（3）軌跡自動生成：由自動軌跡生成器生成機器人的噴涂程序，目標(biāo)是為一個任何形狀和尺寸的待噴涂工件找到一個最理想的自動噴涂軌跡，自動軌跡生成器集成了圖形理論分析、路徑優(yōu)化算法、生成機器人運動軌跡，軟件內(nèi)部仿形系統(tǒng)作為一個數(shù)字化的功能，目的是實現(xiàn)恒定噴涂速度和高平滑性，自動軌跡生成器內(nèi)置有基于特定行業(yè)噴涂經(jīng)驗的噴涂工藝專家系統(tǒng)，包含了基于大量的工件噴涂經(jīng)驗的數(shù)據(jù)積累以形成的具有最優(yōu)的軌跡、參數(shù)的噴涂工藝，從而可針對不同的待噴涂工件制定最優(yōu)的軌跡和參數(shù)，保證了噴涂加工的順利進行；

（4）仿真：軌跡自動生成后由仿真系統(tǒng)模擬機器人去完成設(shè)定好的噴涂任務(wù)，從而對運動路徑和軌跡的優(yōu)化進行模擬仿真，機器人的關(guān)鍵概念例如正運動學(xué)、逆運動學(xué)、微分運動學(xué)、靜態(tài)動態(tài)均可仿真實現(xiàn)，用于檢測并解決碰撞、奇異點、關(guān)節(jié)速度極限和關(guān)節(jié)位置極限等問題；仿真中采用不同的顏色變化突出顯示應(yīng)用于該對象的整個表面的噴涂量。而且，用戶可以顯示所有機器人本體上的連桿的位置、速度以及加速度；

（5）操控用戶界面：步驟（4）完成后，操作者操作用戶界面實現(xiàn)噴涂，用戶界面主要是為操作者操作機器人提供簡易而方便的操作，可以選擇語言、各類參數(shù)、統(tǒng)計、遠(yuǎn)程協(xié)助的功能；

（6）確定噴涂參數(shù)：機器人噴涂軌跡完成了噴涂的基本走向，為確保質(zhì)量系統(tǒng)提供各類噴涂的參數(shù)調(diào)整功能，平面和邊緣通用參數(shù)提供了偏移、開槍、關(guān)槍距離、軌跡過渡的參數(shù)，對于工件邊緣的參數(shù)有Y角、偏移深度、連續(xù)移動角度、邊選擇的參數(shù)；對于平板的參數(shù)有運動方向、Y角度、Y角擺動、Z角度、Z角擺動、并行軌跡間隔、并行軌跡偏移、工件噴涂次數(shù)的參數(shù)；對于線參數(shù)有Y角度、Z角度、頂點偏移、頂點修正、角通過速度、面板框架的參數(shù)。

（7）噴涂加工：機器人噴涂系統(tǒng)根據(jù)確定好的仿形軌跡、結(jié)合供漆系統(tǒng)、噴涂工藝要求，對各種待噴涂工件進行噴涂，噴涂時利用機器人噴涂系統(tǒng)中的機器人本體2下方安裝的旋轉(zhuǎn)底座3完成自動抓取待噴涂工件和快速更換已噴涂工件，也可以采用其他的輸送和上下料方式完成工件的更換。

所述視覺系統(tǒng)1采用光柵、激光傳感器實現(xiàn)對待噴涂工件的掃描。

所述圖像處理系統(tǒng)包括對待噴涂工件圖像信息的搜索和分析，并利用圖像分割對不同的圖像進行合成工作，所述待噴涂工件圖像為2D或3D的形式。

《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》采用的機器人噴涂系統(tǒng)集機器人本體2、機器人控制器和供漆系統(tǒng)于一體，機器人本體2的下部安裝的旋轉(zhuǎn)底座3可以自動抓取待噴涂工件和快速更換已噴涂工件，極大的提高了工件的裝件和更換效率，自動化程度高，取代了傳統(tǒng)的人工裝件方式，安全系數(shù)高。

所述機器人本體、供漆系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)底座均與機器人控制器相連，所述機器人控制器與集成計算機相連，從而利用集成計算機將指令輸送給機器人控制器，以控制機器人本體、供漆系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)底座執(zhí)行相應(yīng)的噴涂操作。

具體參數(shù)分析如下：

邊緣的參數(shù)的Y角：是指噴槍相對于機器人本體2的Y軸的噴涂角度，單位為度，如圖3所示。

邊緣的參數(shù)的偏移深度：通常情況下，噴涂軌跡處于工件側(cè)邊的正中央，該參數(shù)用來設(shè)定實際噴涂軌跡相對于中央線的偏移量，單位毫米，如圖4所示，當(dāng)噴涂軌跡位于工件側(cè)邊的正中央的左方時為正，當(dāng)噴涂軌跡位于工件側(cè)邊的正中央的右方時為負(fù)。

邊緣的參數(shù)的連續(xù)移動角度：若兩個連續(xù)的機器人軌跡線段的夾角大于該設(shè)定值時，機器人將不停頓的平滑通過其交點，否則將視為兩個獨立的軌跡，以0°—180°表示。如圖5為將該參數(shù)設(shè)置為130°時的例子：1）處的兩個軌跡的夾角為90°（即低于設(shè)定值），所以機器人將視其為兩條軌跡，如圖所示的軌跡；2）處兩個軌跡的夾角為150°（高于設(shè)定值），所以機器人將視其為同一條軌跡，在交點處不停頓通過。

邊緣的參數(shù)中的邊選擇的參數(shù)：允許選取需要或者不需要噴涂的邊，僅適用于有外邊框的矩形工件。舉例如圖6所示，機器人噴涂系統(tǒng)將對工件所有的四個邊進行噴涂；舉例如圖7所示，機器人噴涂系統(tǒng)將僅選取指定的邊（這里是邊1和邊3）進行噴涂，使用該參數(shù)時，待噴涂工件需要按照統(tǒng)一的方式進行擺放。

平板的參數(shù)的運動方向：允許對機器人在板上噴涂運動方向進行選擇，如圖8中的（a）所示，為沿著水平方向進行噴涂；如圖8中的（b）所示，為沿著垂直的方向進行噴涂；如圖8中的（c）所示，為沿著待噴涂工件的長邊方向進行噴涂；如圖8中的（d）所示，為沿著待噴涂工件的短邊進行噴涂。

平板的參數(shù)中的Y角度：噴槍在噴涂時在機器人本體2的Y軸方向上的角度。

平板的參數(shù)中的Y角擺動：單位為度，設(shè)定該值后，允許機器人本體2在噴涂時將會模擬人手工刷漆時毛刷的角度擺動，此擺動是一個相對于機器人Y軸的角度值：即機器人本體2在每條軌跡起始時存在一個與設(shè)定值相等的Y軸偏轉(zhuǎn)正值，其后在噴涂過程中逐漸偏轉(zhuǎn)，到軌跡結(jié)束時偏轉(zhuǎn)值會變?yōu)樵O(shè)定值的負(fù)值。舉例說明，如圖9所示，如果該設(shè)定值為20度，那么在噴涂起始時機器人噴槍沿Y軸偏轉(zhuǎn)20度，在結(jié)束噴涂時機器人噴槍的Y軸偏轉(zhuǎn)角度會變?yōu)?20度。

平板的參數(shù)中的Z角度：噴槍相對于機器人本體2的Z軸的偏轉(zhuǎn)角，如圖10所示，表明機器人在水平或垂直運動時噴槍的傾斜狀況，單位為度，其中屬于左側(cè)的情形，Z角度為0度；屬于中間的情形，Z角度大于0度；屬于右側(cè)的情形，Z角度小于0度。

平板的參數(shù)中的Z角擺動：單位為度，設(shè)定該值后，允許機器人本體2在噴涂時將會模擬人手工刷漆時毛刷的角度擺動，此擺動是一個相對于機器人本體2的Z軸的角度值：即機器人本體2在每條軌跡起始時存在一個與設(shè)定值相等的Z軸偏轉(zhuǎn)正值，其后在噴涂過程中逐漸偏轉(zhuǎn)，到軌跡結(jié)束時偏轉(zhuǎn)值會變?yōu)樵O(shè)定值的負(fù)值。舉例說明，如圖11所示，如果該設(shè)定值為20°，那么在噴涂起始時機器人本體2的噴槍沿Z軸偏轉(zhuǎn)20度，在結(jié)束噴涂時機器人本體2的噴槍的Z軸偏轉(zhuǎn)角度會變?yōu)?20度。

平板的參數(shù)中的并行軌跡間隔：如圖12所示，每條軌跡之間的距離，適用于自動生成軌跡的時候，單位為毫米。

平板的參數(shù)中的并行軌跡偏移：設(shè)定并行軌跡的第一條軌跡與待噴涂工件邊緣的距離。該參數(shù)可以保存初始和最后的路徑以及其他多個路徑的噴涂動作，以避免噴槍總是經(jīng)過相同的點。參數(shù)定義為并行軌跡間隔的百分比，如圖13中的1）所示，為正值，即起始段和結(jié)束段軌跡將在工件的外面，若負(fù)值在工件的內(nèi)部，如圖13的2）所示，在工件的邊緣則為零值。

平板的參數(shù)中的工件噴涂次數(shù)：設(shè)定噴涂工件的次數(shù)，如果大于1，則Y角和Z角在噴涂時都會轉(zhuǎn)換一次。

線參數(shù)中的Y角度：噴槍相對于機器人本體2的Y軸的角度。如圖14所示有3個例子：如果噴槍垂直與物體，則該值為0，正值則為中圖所示，負(fù)值則為右圖所示，噴槍的傾斜角度與設(shè)定值相同。

線參數(shù)中的Z角度：噴槍相對于機器人Z軸的角度。如圖15所示有3個例子：如果噴槍垂直與物體，則該值為0即為左圖；正值則為中圖所示；負(fù)值則為右圖所示，噴槍的傾斜角度與設(shè)定值相同。

線參數(shù)中的頂點長度定義：定義頂點的延長線段的長度（如圖16下方水平箭頭），以便機器人應(yīng)用相關(guān)的角度參數(shù)，單位為毫米。

線參數(shù)中的頂點偏移：是當(dāng)噴槍經(jīng)過拐角時，噴槍需要在原有的噴涂距離的基礎(chǔ)上抬高的距離，單位毫米，參見圖17。

線參數(shù)中的頂點修正：在面板噴涂時，機器人傾向于對拐角進行切除，設(shè)定該參數(shù)將會修正軌跡并對正確的工件邊緣進行噴涂。參見圖18中的水平箭頭所示修正。單位毫米，正值；設(shè)為零時不起作用。

線參數(shù)中的角通過速度：即機器人噴涂時通過工件拐角的速度。以百分?jǐn)?shù)10％—100％記，其中100％＝1米/秒。

對于復(fù)雜的平面工件，在不使能時，噴涂時噴槍將一直處于開啟狀態(tài)，參見圖19中的1）；使能時，噴涂時噴槍將在運動時在僅需要噴涂的地方開啟，參見圖19中的2）。

線參數(shù)中的面板框架：如果該參數(shù)使能，則會根據(jù)工件的厚度生成更多的線軌跡而不是面軌跡。適用于多個工件級聯(lián)的物體，而路徑之間的間距有前述參數(shù)“并行軌跡間隔”確定。該參數(shù)僅適用于含有四個外邊和一個內(nèi)邊緣的工件，參見圖20。

按照上述參數(shù)執(zhí)行仿真或者實際的噴涂加工，控制精度高，并可實現(xiàn)不同工件噴涂軌跡的自動生成，從而降低用戶的操作難度，且不需要額外的工裝夾具，降低系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜性和使用維護成本。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》進行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》權(quán)利要求書所限定的范圍。

2021年8月16日，《一種機器人自動噴涂系統(tǒng)的控制方法》獲得安徽省第八屆專利獎銀獎。

一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法專利目的

《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》主要是提供一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法，能高效、可靠運行。

一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法技術(shù)方案

《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上設(shè)置有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器和室內(nèi)換熱器，還包括控制器降溫回路，所述控制器降溫回路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路上設(shè)置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器、以及與所述變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風(fēng)機。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路上還設(shè)置有用于控制所述控制器降溫回路的節(jié)流裝置。節(jié)流裝置用于控制控制器降溫回路的通斷。

作為優(yōu)選，所述節(jié)流裝置為電磁節(jié)流閥。

作為優(yōu)選，所述變頻空調(diào)系統(tǒng)包括有檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器傳感器、以及檢測所述變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口傳感器。

作為優(yōu)選，所述室外換熱器和室內(nèi)換熱器之間連接有第一節(jié)流閥，所述第一節(jié)流閥的出口還與所述控制器降溫回路相連通。即控制器降溫回路一端分兩路與主冷媒回路連接，一路連接在室外換熱器和第一節(jié)流閥之間的管路上，另一路連接在第一節(jié)流閥和室內(nèi)換熱器之間的管路上，從而可同時在制冷和制熱模式下保證控制器降溫回路的作用。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路與所述室外換熱器之間設(shè)置有第二單向閥，所述第一節(jié)流閥的出口與所述控制器降溫回路之間設(shè)置有第三單向閥。

作為優(yōu)選，所述第一節(jié)流閥兩端分別連接有第一過濾器和第二過濾器。

作為優(yōu)選，所述變頻空調(diào)系統(tǒng)包括檢測壓縮機排氣溫度的排氣傳感器、檢測壓縮機回氣溫度的回氣傳感器、檢測室外環(huán)境溫度的室外傳感器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管傳感器、檢測室內(nèi)換熱器進口溫度的室內(nèi)換熱器進口傳感器、檢測室內(nèi)換熱器盤管溫度的室內(nèi)換熱器盤管傳感器、檢測室內(nèi)環(huán)境溫度的室內(nèi)傳感器和檢測室內(nèi)換熱器出口溫度的室內(nèi)換熱器出口傳感器。

一種如權(quán)利要求1所述變頻空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，所述控制器降溫回路上設(shè)置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器和變頻控制器風(fēng)機，其特征在于，包括以下步驟：

（1）溫度、頻率檢測步驟：檢測所述變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機實際運行頻率f0；

（2）控制器降溫回路降溫步驟：

當(dāng)85攝氏度≤TA≤90攝氏度且f0＜當(dāng)前壓縮機設(shè)定頻率fa時，所述控制器降溫回路關(guān)閉，所述變頻控制器風(fēng)機通電運行；

當(dāng)90攝氏度＜TA≤95攝氏度，且f0＜fa時，所述控制器降溫回路開啟，控制器降溫回路接入所述主冷媒回路，所述變頻控制器風(fēng)機斷電；

作為優(yōu)選，所述步驟2中當(dāng)TA＞95攝氏度或壓縮機排氣溫度TB＞105攝氏度時，控制器限頻運行。

作為優(yōu)選，所述步驟2中：當(dāng)TA下降至83攝氏度時，停止所述控制器回路降溫步驟。

作為優(yōu)選，所述步驟2中當(dāng)TA＜85攝氏度且f0≥fa時，所述控制器降溫回路為關(guān)閉狀態(tài)，所述變頻控制器風(fēng)機為斷電狀態(tài)。

作為優(yōu)選，制冷運行時，根據(jù)室內(nèi)換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調(diào)節(jié)設(shè)置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據(jù)室內(nèi)室內(nèi)換熱器出口端和壓縮機吸氣端的溫度差來進行過熱度修正。

作為優(yōu)選，制熱運行時，根據(jù)室內(nèi)室內(nèi)換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調(diào)節(jié)設(shè)置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據(jù)室外室外換熱器的盤管溫度和壓縮機吸氣端溫度的溫度差來進行過熱度修正。

作為優(yōu)選，當(dāng)室外環(huán)境溫度TC≤-15攝氏度時，所述控制器降溫回路開啟，所述變頻控制器風(fēng)機通電運行。

作為優(yōu)選，當(dāng)TD-TE＜2攝氏度時，增大所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；

當(dāng)TD-TE＞4攝氏度時，減小所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；

當(dāng)2攝氏度≤TD-TE≤4攝氏度時，所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度不變。

上述TD為變頻散熱器的出口端溫度，TE為壓縮機進氣端溫度。

作為優(yōu)選，排氣傳感器TB＞102攝氏度時，所述控制器降溫回路開啟。

一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法有益效果

《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》制冷時進行電機降溫或噴液冷卻控制器，來降低控制器溫度，實現(xiàn)機組高溫環(huán)境制冷運行；低溫制熱時，進行噴氣，提高進氣量來提升制熱量，使得控制器可靠、高效運行；《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》自動調(diào)節(jié)控制器溫度，有效提高控制器可靠性，實現(xiàn)高環(huán)境溫度下制冷、制熱高頻率運行，提高了高溫制冷量和低溫制熱量，使得房間快速回溫。

榮譽表彰

2020年7月14日，《一種智能裁剪生產(chǎn)線系統(tǒng)及其控制方法》獲得第二十一屆中國專利獎優(yōu)秀獎。

一種中央空調(diào)冷站控制系統(tǒng)及控制方法專利目的

《一種中央空調(diào)冷站控制系統(tǒng)及控制方法》實施例提供了一種中央空調(diào)冷站控制系統(tǒng)及控制方法，能夠針對不同的系統(tǒng)形式和設(shè)備數(shù)量，簡化系統(tǒng)的開發(fā)過程，并提高中央空調(diào)冷站的運行效率。

一種中央空調(diào)冷站控制系統(tǒng)及控制方法技術(shù)方案

《一種中央空調(diào)冷站控制系統(tǒng)及控制方法》實施例一方面提供一種中央空調(diào)冷站控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)中包括冷卻塔模塊、冷卻泵模塊、冷機模塊以及冷凍泵模塊；所述冷卻塔模塊中包括至少一個冷卻塔，所述冷卻泵模塊中包括至少一個冷卻泵，所述冷機模塊中包括至少一個冷機，所述冷凍泵模塊中包括至少一個冷凍泵；所述冷卻塔模塊、冷卻泵模塊、冷機模塊以及冷凍泵模塊分別由相應(yīng)的冷卻塔模塊控制器、冷卻泵模塊控制器、冷機模塊控制器以及冷凍泵模塊控制器控制；所述冷卻塔模塊控制器、冷卻泵模塊控制器、冷機模塊控制器以及冷凍泵模塊控制器依次相連；所述冷卻塔模塊控制器還與冷卻總管控制器相連，所述冷機模塊控制器還與冷凍總管控制器相連。

進一步地，所述冷機模塊控制器包括：臺數(shù)控制單元，用于控制所述冷機模塊中的加機操作或減機操作；冷凍供水溫度控制單元，用于控制所述冷機模塊的冷凍供水溫度設(shè)定值；冷凍水流量變化值確定單元，用于在所述冷機模塊中產(chǎn)生加機操作或減機操作時，確定所述冷機模塊的冷凍水流量變化值；數(shù)據(jù)傳輸單元，用于將所述冷凍水流量變化值發(fā)送至所述冷凍泵模塊控制器。

進一步地，所述冷凍泵模塊控制器包括：數(shù)據(jù)接收單元，用于接收所述冷機模塊控制器發(fā)來的冷凍水流量變化值；冷凍泵調(diào)整單元，用于根據(jù)所述冷凍水流量變化值，調(diào)整所述冷凍泵模塊中冷凍泵的數(shù)量，使得調(diào)整后的冷凍泵的數(shù)量與所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷凍水流量相適配。

進一步地，所述冷機模塊控制器包括：臺數(shù)控制單元，用于控制所述冷機模塊中的加機操作或減機操作；冷卻水流量變化值確定單元，用于在所述冷機模塊中產(chǎn)生加機操作或減機操作時，確定所述冷機模塊的冷卻水流量變化值；數(shù)據(jù)傳輸單元，用于將所述冷卻水流量變化值發(fā)送至所述冷卻泵模塊控制器。

進一步地，所述冷卻泵模塊控制器包括：數(shù)據(jù)接收單元，用于接收所述冷機模塊控制器發(fā)來的冷卻水流量變化值；冷卻泵調(diào)整單元，用于根據(jù)所述冷卻水流量變化值，調(diào)整所述冷卻泵模塊中冷卻泵的數(shù)量，使得調(diào)整后的冷卻泵的數(shù)量與所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷卻水流量相適配。

進一步地，所述冷卻泵模塊控制器用于將所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷卻水流量值傳輸至所述冷卻塔模塊控制器處；相應(yīng)地，所述冷卻塔模塊控制器用于根據(jù)接收的所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷卻水流量值，調(diào)整所述冷卻塔模塊中冷卻塔的數(shù)量，使得調(diào)整后的冷卻塔的數(shù)量與所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷卻水流量值相適配。

進一步地，所述冷凍總管控制器包括：制冷量確定單元，用于測量冷凍水總管當(dāng)前的制冷量或者預(yù)測冷凍水總管在預(yù)設(shè)時刻的制冷量并將測量的制冷量或者預(yù)測的制冷量發(fā)送至所述冷機模塊控制器；壓差溫差確定單元，用于測量冷凍供回水總管的壓差或者溫差，并將測量的壓差或者溫差發(fā)送至所述冷卻泵模塊控制器；旁通閥開度控制單元，用于根據(jù)測量的冷凍供回水總管的壓差，控制冷凍水總管的旁通閥開度，以控制供回水總管的壓差。

進一步地，所述冷卻總管控制器包括：溫度檢測單元，用于測量所述冷卻塔模塊中各個冷卻塔的出口溫度，并控制冷卻水總管的旁通閥開度，以使得所述冷機模塊中各個冷機的冷卻水進口溫度高于預(yù)設(shè)溫度上限；參數(shù)提供單元，用于向所述冷卻泵模塊控制器提供最優(yōu)的冷卻水量或者冷卻水供回水的平均溫度。

進一步地，所述冷凍泵模塊包括冷凍一級泵模塊和冷凍二級泵模塊，其中，所述冷凍一級泵模塊由冷凍一級泵模塊控制器控制，所述冷凍二級泵模塊由冷凍二級泵模塊控制器控制；所述冷凍一級泵模塊控制器與所述冷機模塊控制器相連，所述冷凍二級泵模塊控制器與所述冷凍總管控制器相連。

為實現(xiàn)上述目的，該發(fā)明實施例另一方面提供一種控制方法，所述控制方法包括：冷機模塊控制器檢測冷機模塊中產(chǎn)生的加機操作或減機操作，在所述冷機模塊中產(chǎn)生加機操作或減機操作時，確定所述冷機模塊的冷凍水流量變化值和冷卻水流量變化值，并將所述冷凍水流量變化值和冷卻水流量變化值分別發(fā)送至冷凍泵模塊控制器和冷卻泵模塊控制器；所述冷凍泵模塊控制器根據(jù)所述冷凍水流量變化值，調(diào)整冷凍泵模塊中冷凍泵的數(shù)量，使得調(diào)整后的冷凍泵的數(shù)量與所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷凍水流量相適配；所述冷卻泵模塊控制器根據(jù)所述冷卻水流量變化值，調(diào)整冷卻泵模塊中冷卻泵的數(shù)量，使得調(diào)整后的冷卻泵的數(shù)量與所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷卻水流量相適配；所述冷卻泵模塊控制器將所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷卻水流量值傳輸至冷卻塔模塊控制器處；所述冷卻塔模塊控制器根據(jù)接收的所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷卻水流量值，調(diào)整冷卻塔模塊中冷卻塔的數(shù)量，使得調(diào)整后的冷卻塔的數(shù)量與所述冷機模塊當(dāng)前所需的冷卻水流量值相適配。

一種中央空調(diào)冷站控制系統(tǒng)及控制方法改善效果

《一種中央空調(diào)冷站控制系統(tǒng)及控制方法》實施例中將冷機組、冷卻泵組、冷凍泵組以及冷卻塔組作為各個整體模塊，隨著系統(tǒng)形式和設(shè)備數(shù)量的變化，只需要改變各個模塊的連接方式和各個模塊內(nèi)設(shè)備的數(shù)量，能夠適應(yīng)于不同的項目開發(fā)環(huán)境，極大地減少了項目開發(fā)過程中所投入的人力和物力。各個模塊可以通過各自的控制器進行控制，從而能夠根據(jù)實際情況，優(yōu)化各個模塊中設(shè)備的數(shù)量，并且通過各個控制器之間的信息交互，可以協(xié)同地對整個系統(tǒng)進行調(diào)整，從而提高了中央空調(diào)冷站運行的效率。