CN118066987A - 温敏漆膜厚自动测量电气控制***和电气控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能机器人加工自动化与传感器检测技术领域，公开了一种温敏漆膜厚自动测量电气控制***和电气控制方法。该***包括按照数据传输方向顺序连接的PC***、机器人控制器、位移控制器、位移模组、电涡流传感器和数据采集电路板；位移模组并联滑块式直线位移传感器；位移控制器同时连接数据采集电路板；PC***中安装机器人自主轨迹规划与采样软件。该方法包括划分采样区域；规划采样路径；规划机器人检测路径和检测位姿；将机器人检测路径转换为路径指令；获得各采样点漆膜厚度数据；整合各采样点漆膜厚度数据；输出漆膜厚度采样检测报告。该***和方法能够快速准确测量温敏漆膜厚，提高了测量的精准度和效率。
Description
技术领域
本发明属于智能机器人加工自动化与传感器检测技术领域，具体涉及一种温敏漆膜厚自动测量电气控制***和电气控制方法。
背景技术
由于温敏漆在一定温度区间内对温度变化响应灵敏且具有冷光激发发光特性而被用于精确测量具有复杂外形金属模型的表面参数。在工程实践中，主要是通过压缩空气喷枪将温敏漆喷涂在模型表面，受限于使用环境和特定约束，温敏漆喷涂厚度约在几十微米量级，而温敏漆大面积喷涂厚度均匀性是保证表面参数测量精准度的关键因素，喷涂厚度越均匀，测量误差越小，因此，温敏漆膜厚的检测与评定是把控喷涂质量的关键技术环节。
由于温敏漆喷涂厚度仅在几十微米量级，导致目前采用的人工手持测厚仪器极易引起测量误差；主要是因为，测量过程中手持设备易导致接触力法线方向不稳定从而引起采样结果发生偏差，同时人工测量无法精准地掌握测厚设备与温敏漆膜层接触面的法向力度，容易引发温敏漆表面的划伤问题从而引入人为厚度误差，另外，人工检测膜厚效率低下，检测结果记录过程繁琐。这些因素综合在一起不仅严重制约着温敏漆膜厚测量质效，同时也无法准确评定模型表面参数的质量。因此，如何快速准确测量温敏漆膜厚，是温敏漆喷涂结果质效检验的关键工艺环节和技术难点。
当前，亟需发展一种温敏漆膜厚自动测量电气控制***和电气控制方法。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种温敏漆膜厚自动测量电气控制***，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，用以克服人工手持测厚仪器测量温敏漆膜厚的技术缺陷。
本发明的温敏漆膜厚自动测量电气控制***，其特点是，所述的电气控制***包括按照数据传输方向顺序连接的PC***、机器人控制器、位移控制器、位移模组、电涡流传感器和数据采集电路板；位移模组并联滑块式直线位移传感器；位移控制器同时连接数据采集电路板；PC***中安装机器人自主轨迹规划与采样软件；
机器人自主轨迹规划与采样软件向机器人控制器传输机器人轨迹规划指令；机器人控制器向数据采集电路板传输机器人位姿信息；电涡流传感器采集并向数据采集电路板传输采样点漆膜厚度数据；机器人自主轨迹规划与采样软件输出采样检测报告。
本发明的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，包括以下步骤：
S10.划分采样区域；
机器人自主轨迹规划与采样软件根据实物模型建立数字模型，在数字模型上划分采样区域；
S20.规划采样路径；
机器人自主轨迹规划与采样软件根据人工输入的采样点数量与要求，规划各采样区域的采样路径，同时获得各采样点的位姿信息；
S30.规划机器人检测路径和检测位姿；
机器人自主轨迹规划与采样软件对各采样点的位姿信息进行计算与坐标转换，将各采样点的位姿信息转换为机器人的位姿点数据，进而规划机器人测量检测路径和检测位姿；
对于实物模型包括表面拐角、薄边以及大曲率球面在内的特征外形，电涡流传感器难以采用最优姿态开展检测，对各种特征外形分别进行单独的检测策略设计，设置最优的检测路径和检测位姿；
S40.将机器人检测路径转换为路径指令；
将机器人检测路径转换为机器人指令并上传至机器人控制器，机器人根据机器人控制器输出的机器人指令行走；
S50.获得各采样点漆膜厚度数据；
当机器人处于一个采样点的检测位姿时，位移控制器控制直线模组沿滑台到达并定位在模型的温敏漆膜厚测量位置，固定在直线模组上的电涡流传感器的探头向模型表面伸出；当电涡流传感器接触模型表面时，电涡流传感器的接触弹簧在弹性力的作用下带动电涡流传感器向后退，直至接触弹簧达到预先设定的防滑伤弹性接触力，避免电涡流传感器划伤实物模型表面的温敏漆漆膜；电涡流传感器测量，获得这个采样点的温敏漆膜厚数据；
机器人继续沿检测路径行走，获得所有采样点的温敏漆膜厚数据，并将所有采样点的温敏漆膜厚数据传输至数据采集电路板；
S60.整合各采样点漆膜厚度数据；
机器人控制器向数据采集电路板传输机器人位姿信息；数据采集电路板将所有采样点的温敏漆膜厚数据和对应的机器人位姿信息传输至PC***；PC***的机器人自主轨迹规划与采样软件将采样点的温敏漆膜厚数据和对应的机器人位姿信息整合成包括位姿信息的各采样点漆膜厚度数据库；
S70.输出漆膜厚度采样检测报告；
机器人自主轨迹规划与采样软件根据各采样点漆膜厚度数据库，输出漆膜厚度采样检测报告。
本发明的温敏漆膜厚自动测量电气控制***和电气控制方法中的机器人自主轨迹规划与采样软件根据人工输入的采样点数量与要求，以及实物模型的数字模型，自主规划机器人检测路径，能够顺应不同形状、不同尺寸的实物模型温敏漆厚度测量要求；另外，在机器人到达实物模型上的采样点的法线方向上方时，机器人控制器反馈到位信号，位移控制器控制直线模组的启停动作，接触弹簧调整至预先设定的防滑伤弹性接触力，以顺应实物模型表面的温敏漆漆膜厚度的喷涂变化，避免电涡流传感器划伤实物模型表面的温敏漆漆膜。
本发明的温敏漆膜厚自动测量电气控制***和电气控制方法，能够快速准确测量温敏漆膜厚，提高了测量的精准度和测量的效率，具有工程实用价值。
附图说明
图1为本发明的温敏漆膜厚自动测量电气控制***硬件连接示意图；
图2为本发明的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
实施例1：如图1所示，本实施例的温敏漆膜厚自动测量电气控制***，其特点是，所述的电气控制***包括按照数据传输方向顺序连接的PC***、机器人控制器、位移控制器、位移模组、电涡流传感器和数据采集电路板；位移模组并联滑块式直线位移传感器；位移控制器同时连接数据采集电路板；PC***中安装机器人自主轨迹规划与采样软件；
机器人自主轨迹规划与采样软件向机器人控制器传输机器人轨迹规划指令；机器人控制器向数据采集电路板传输机器人位姿信息；电涡流传感器采集并向数据采集电路板传输采样点漆膜厚度数据；机器人自主轨迹规划与采样软件输出采样检测报告。
如图2所示，本实施例的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，包括以下步骤：
S10.划分采样区域；
机器人自主轨迹规划与采样软件根据实物模型建立数字模型，在数字模型上划分采样区域；
S20.规划采样路径；
机器人自主轨迹规划与采样软件根据人工输入的采样点数量与要求，规划各采样区域的采样路径，同时获得各采样点的位姿信息；
S30.规划机器人检测路径和检测位姿；
机器人自主轨迹规划与采样软件对各采样点的位姿信息进行计算与坐标转换，将各采样点的位姿信息转换为机器人的位姿点数据，进而规划机器人测量检测路径和检测位姿；
对于实物模型包括表面拐角、薄边以及大曲率球面在内的特征外形，电涡流传感器难以采用最优姿态开展检测，对各种特征外形分别进行单独的检测策略设计，设置最优的检测路径和检测位姿；
S40.将机器人检测路径转换为路径指令；
将机器人检测路径转换为机器人指令并上传至机器人控制器，机器人根据机器人控制器输出的机器人指令行走；
S50.获得各采样点漆膜厚度数据；
当机器人处于一个采样点的检测位姿时，位移控制器控制直线模组沿滑台到达并定位在模型的温敏漆膜厚测量位置，固定在直线模组上的电涡流传感器的探头向模型表面伸出；当电涡流传感器接触模型表面时，电涡流传感器的接触弹簧在弹性力的作用下带动电涡流传感器向后退，直至接触弹簧达到预先设定的防滑伤弹性接触力，避免电涡流传感器划伤实物模型表面的温敏漆漆膜；电涡流传感器测量，获得这个采样点的温敏漆膜厚数据；
机器人继续沿检测路径行走，获得所有采样点的温敏漆膜厚数据，并将所有采样点的温敏漆膜厚数据传输至数据采集电路板；
S60.整合各采样点漆膜厚度数据；
机器人控制器向数据采集电路板传输机器人位姿信息；数据采集电路板将所有采样点的温敏漆膜厚数据和对应的机器人位姿信息传输至PC***；PC***的机器人自主轨迹规划与采样软件将采样点的温敏漆膜厚数据和对应的机器人位姿信息整合成包括位姿信息的各采样点漆膜厚度数据库；
S70.输出漆膜厚度采样检测报告；
机器人自主轨迹规划与采样软件根据各采样点漆膜厚度数据库，输出漆膜厚度采样检测报告。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，本发明公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.温敏漆膜厚自动测量电气控制***，其特征在于，所述的电气控制***包括按照数据传输方向顺序连接的PC***、机器人控制器、位移控制器、位移模组、电涡流传感器和数据采集电路板；位移模组并联滑块式直线位移传感器；位移控制器同时连接数据采集电路板；PC***中安装机器人自主轨迹规划与采样软件；
机器人自主轨迹规划与采样软件向机器人控制器传输机器人轨迹规划指令；机器人控制器向数据采集电路板传输机器人位姿信息；电涡流传感器采集并向数据采集电路板传输采样点漆膜厚度数据；机器人自主轨迹规划与采样软件输出采样检测报告。
2.温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，其用于权利要求1所述的温敏漆膜厚自动测量电气控制***，其特征在于，所述的电气控制方法包括以下步骤：
S10.划分采样区域；
S20.规划采样路径；
S30.规划机器人检测路径和检测位姿；
S40.将机器人检测路径转换为路径指令；
S50.获得各采样点漆膜厚度数据；
S60.整合各采样点漆膜厚度数据；
S70.输出漆膜厚度采样检测报告。
3.根据权利要求2所述的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，其特征在于，所述的S10的划分采样区域，包括以下内容：
机器人自主轨迹规划与采样软件根据实物模型建立数字模型，在数字模型上划分采样区域。
4.根据权利要求3所述的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，其特征在于，所述的S20的规划采样路径，包括以下内容：
机器人自主轨迹规划与采样软件根据人工输入的采样点数量与要求，规划各采样区域的采样路径，同时获得各采样点的位姿信息。
5.根据权利要求4所述的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，其特征在于，所述的S30的规划机器人检测路径和检测位姿，包括以下内容：
机器人自主轨迹规划与采样软件对各采样点的位姿信息进行计算与坐标转换，将各采样点的位姿信息转换为机器人的位姿点数据，进而规划机器人测量检测路径和检测位姿；
对于实物模型包括表面拐角、薄边以及大曲率球面在内的特征外形，电涡流传感器难以采用最优姿态开展检测，对各种特征外形分别进行单独的检测策略设计，设置最优的检测路径和检测位姿。
6.根据权利要求5所述的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，其特征在于，所述的S40的将机器人检测路径转换为路径指令，包括以下内容：
将机器人检测路径转换为机器人指令并上传至机器人控制器，机器人根据机器人控制器输出的机器人指令行走。
7.根据权利要求6所述的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，其特征在于，所述的S50的获得各采样点漆膜厚度数据，包括以下内容：
当机器人处于一个采样点的检测位姿时，位移控制器控制直线模组沿滑台到达并定位在模型的温敏漆膜厚测量位置，固定在直线模组上的电涡流传感器的探头向模型表面伸出；当电涡流传感器接触模型表面时，电涡流传感器的接触弹簧在弹性力的作用下带动电涡流传感器向后退，直至接触弹簧达到预先设定的防滑伤弹性接触力，避免电涡流传感器划伤实物模型表面的温敏漆漆膜；电涡流传感器测量，获得这个采样点的温敏漆膜厚数据；
机器人继续沿检测路径行走，获得所有采样点的温敏漆膜厚数据，并将所有采样点的温敏漆膜厚数据传输至数据采集电路板。
8.根据权利要求7所述的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，其特征在于，所述的S60的整合各采样点漆膜厚度数据，包括以下内容：
机器人控制器向数据采集电路板传输机器人位姿信息；数据采集电路板将所有采样点的温敏漆膜厚数据和对应的机器人位姿信息传输至PC***；PC***的机器人自主轨迹规划与采样软件将采样点的温敏漆膜厚数据和对应的机器人位姿信息整合成包括位姿信息的各采样点漆膜厚度数据库。
9.根据权利要求8所述的温敏漆膜厚自动测量电气控制方法，其特征在于，所述的S70的输出漆膜厚度采样检测报告，包括以下内容：
机器人自主轨迹规划与采样软件根据各采样点漆膜厚度数据库，输出漆膜厚度采样检测报告。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |