本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種噴涂機(jī)器人加工工件的方法以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。

噴涂機(jī)器人主要用于對(duì)工件進(jìn)行噴涂加工，例如，木材。其一般是抓取噴槍等噴涂工具按照一定的軌跡運(yùn)動(dòng)，以完成對(duì)工件的噴涂加工，其中，噴涂機(jī)器人可以通過運(yùn)行已編寫好的G代碼，來(lái)使噴槍按特定的軌跡進(jìn)行加工。

噴涂自動(dòng)化的關(guān)鍵在于加工軌跡和G代碼的自動(dòng)生成。而現(xiàn)有的噴涂機(jī)器人的軌跡生成方法主要是離線編程法，離線編程法采用人機(jī)交互方式編寫G代碼，即具備相應(yīng)的工藝經(jīng)驗(yàn)以及軌跡編程經(jīng)驗(yàn)編程人員，利用人機(jī)交互進(jìn)行編寫代碼。噴涂機(jī)器人的G代碼以及加工軌跡均是人為生成的，進(jìn)而在一定程度上降低了噴涂機(jī)器人的加工效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種噴涂機(jī)器人加工工件的方法以及系統(tǒng)，目的在于解決現(xiàn)有人為地生成噴涂機(jī)器人的加工軌跡和G代碼從而造成加工效率較低的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種噴涂機(jī)器人加工工件的方法，該方法包括：

獲取待加工工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

提取所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的輪廓圖形，對(duì)所述輪廓圖形進(jìn)行區(qū)域分割，得出多個(gè)規(guī)則的子輪廓圖形，建立所述子輪廓圖形的噴涂模型；

根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝，基于所述噴涂模型，生成所述子輪廓圖形的加工軌跡以及加工參數(shù)；

根據(jù)所述加工軌跡以及所述加工參數(shù)，自動(dòng)生成G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。

可選地，所述提取所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的輪廓圖形，對(duì)所述輪廓圖形進(jìn)行區(qū)域分割，得出多個(gè)規(guī)則的子輪廓圖形，建立所述子輪廓圖形的噴涂模型包括：

利用邊界提取算法對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出所述邊界點(diǎn)，所述邊界提取算法為經(jīng)緯線掃描法、網(wǎng)格劃分法以及最小凸邊法中的任意一種；

連接所述邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的所述輪廓圖形；

基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)切割算法，將所述輪廓圖形分割成多個(gè)規(guī)則的所述子輪廓圖形；

分別建立多個(gè)所述子輪廓圖形的噴涂模型。

可選地，在所述獲取待加工工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)之后還包括：

對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的噪聲點(diǎn)以及冗余數(shù)據(jù)。

可選地，所述根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝，基于所述噴涂模型，生成所述子輪廓圖形的加工軌跡以及加工參數(shù)包括：

根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝；

對(duì)所述噴涂模型進(jìn)行分析處理，自動(dòng)生成所述加工軌跡；

根據(jù)所述加工軌跡，計(jì)算得出所述加工參數(shù)；

其中，所述加工參數(shù)包括噴槍方向參數(shù)以及噴槍速度參數(shù)。

可選地，所述根據(jù)所述加工軌跡以及所述加工參數(shù)，自動(dòng)生成G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件包括：

將所述加工參數(shù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)格式的參數(shù)數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述參數(shù)數(shù)據(jù)以及所述加工軌跡，自動(dòng)生成所述G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。

此外，本發(fā)明還提供了一種噴涂機(jī)器人加工工件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

獲取模塊，獲取待加工工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

噴涂模型建立模塊，用于提取所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的輪廓圖形，對(duì)所述輪廓圖形進(jìn)行區(qū)域分割，得出多個(gè)規(guī)則的子輪廓圖形，建立所述子輪廓圖形的噴涂模型；

軌跡生成模塊，用于根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝，基于所述噴涂模型，生成所述子輪廓圖形的加工軌跡以及加工參數(shù)；

G代碼生成模塊，用于根據(jù)所述加工軌跡以及所述加工參數(shù)，自動(dòng)生成G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。

可選地，所述噴涂模型建立模塊包括：

邊界點(diǎn)提取單元，用于利用邊界提取算法對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出所述邊界點(diǎn)，所述邊界提取算法為經(jīng)緯線掃描法、網(wǎng)格劃分法以及最小凸邊法中的任意一種；

邊界點(diǎn)連接單元，用于連接所述邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的所述輪廓圖形；

分割單元，用于基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)切割算法，將所述輪廓圖形分割成多個(gè)規(guī)則的所述子輪廓圖形；

建立單元，用于分別建立多個(gè)所述子輪廓圖形的噴涂模型。

可選地，還包括：

預(yù)處理模塊，用于對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的噪聲點(diǎn)以及冗余數(shù)據(jù)。

可選地，所述軌跡生成模塊包括：

選擇單元，用于根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝；

軌跡自動(dòng)生成單元，用于對(duì)所述噴涂模型進(jìn)行分析處理，自動(dòng)生成所述加工軌跡；

參數(shù)計(jì)算單元，根據(jù)所述加工軌跡，計(jì)算得出所述加工參數(shù)；

其中，所述加工參數(shù)包括噴槍方向參數(shù)以及噴槍速度參數(shù)。

可選地，所述G代碼生成模塊包括：

轉(zhuǎn)換單元，用于將所述加工參數(shù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)格式的參數(shù)數(shù)據(jù)；

代碼自動(dòng)生成單元，用于根據(jù)所述參數(shù)數(shù)據(jù)以及所述加工軌跡，自動(dòng)生成所述G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。

本發(fā)明所提供的一種噴涂機(jī)器人加工工件的方法以及系統(tǒng)，通過獲取待加工工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；提取所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的輪廓圖形，對(duì)所述輪廓圖形進(jìn)行區(qū)域分割，得出多個(gè)規(guī)則的子輪廓圖形，建立所述子輪廓圖形的噴涂模型；根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝，基于所述噴涂模型，生成所述子輪廓圖形的加工軌跡以及加工參數(shù)；根據(jù)所述加工軌跡以及所述加工參數(shù)，自動(dòng)生成G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。基于獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的矢量方程即噴涂模型，然后根據(jù)噴涂模型生成所需的加工軌跡以及加工參數(shù)，最終根據(jù)加工參數(shù)和加工軌跡，自動(dòng)生成G代碼，不用人為地參與編寫G代碼以及加工軌跡的生成?？梢姡旧暾?qǐng)自動(dòng)生成噴涂機(jī)器人的G代碼以及加工軌跡，實(shí)現(xiàn)了噴涂自動(dòng)化，提高了噴涂機(jī)器人的加工效率。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的噴涂機(jī)器人加工工件方法的一種具體實(shí)施方式的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的噴涂機(jī)器人加工工件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的噴涂機(jī)器人加工工件方法的一種具體實(shí)施方式的流程示意圖，該方法包括：

步驟101：獲取待加工工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

需要說明的是，上述待加工工件可以是指待噴涂工件，其可以是木材材質(zhì)工件，也可以是其它材質(zhì)的工件，例如，待加工工件可以為待噴涂的桌子。而待加工工件可以是指整體的工件，例如，整個(gè)桌子；也可以是指物體的其中一部分，例如，汽車的車門。

上述點(diǎn)云數(shù)據(jù)是指待加工工件的三維數(shù)據(jù)，即可以通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以重構(gòu)出待加工工件的三維圖像。點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以是通過檢測(cè)裝置掃描待加工工件得到的。

獲取得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可能存在著一些干擾數(shù)據(jù)以及冗余數(shù)據(jù)，為了保證后續(xù)處理步驟的準(zhǔn)確性以及效率性，故需要對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理操作。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，其預(yù)處理過程可以具體為：對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的噪聲點(diǎn)以及冗余數(shù)據(jù)。

可以理解的是，由于檢測(cè)裝置存在著系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，以及待加工工件的表面粗糙度不同，表面存在有波紋以及缺陷等原因，使得采集得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)有干擾點(diǎn)，即在點(diǎn)云數(shù)據(jù)采樣過程中，不可避免地在真實(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)中混有不合理的噪聲點(diǎn)。

去除點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的噪聲點(diǎn)例如可以利用平滑濾波算法，也可以利用其它的去噪算法，在此不作限定。

在處理龐大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)，需要占用大量計(jì)算機(jī)資源以及花費(fèi)大量時(shí)間。進(jìn)一步地，過多的點(diǎn)云數(shù)據(jù)反而可能會(huì)影響待加工工件三維曲面的光順性，故對(duì)測(cè)量的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化是十分必要的。

數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化的方法有很多，例如，可以采用最小距離法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)，其通過設(shè)定一個(gè)最小距離d_min，沿掃描線方向依次比較相鄰兩點(diǎn)間的距離d；若d<d_min，則記錄后一個(gè)數(shù)；逐一判斷所有掃描點(diǎn)，最后根據(jù)實(shí)際情況判斷這些記錄點(diǎn)是否要剔除。顯而易見地，去除點(diǎn)云數(shù)據(jù)的冗余數(shù)據(jù)的方法并不限于上述所提及的方法。

步驟102：提取所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的輪廓圖形，對(duì)所述輪廓圖形進(jìn)行區(qū)域分割，得出多個(gè)規(guī)則的子輪廓圖形，建立所述子輪廓圖形的噴涂模型；

需要說明的是，上述噴涂模型可以是指三維矢量方程?？梢酝ㄟ^基于同一剖面上的若干點(diǎn)坐標(biāo)，得到待加工工件與剖面交線的三維矢量方程。對(duì)矢量方程進(jìn)行處理，可以生成并優(yōu)化得到的加工軌跡。

基于獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過邊界提取以及區(qū)域分割，最終生成相應(yīng)的矢量方程即噴涂模型。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成矢量方程的過程可以具體為：利用邊界提取算法對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出所述邊界點(diǎn)，所述邊界提取算法為經(jīng)緯線掃描法、網(wǎng)格劃分法以及最小凸邊法中的任意一種；連接所述邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的所述輪廓圖形；基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)切割算法，將所述輪廓圖形分割成多個(gè)規(guī)則的所述子輪廓圖形；分別建立多個(gè)所述子輪廓圖形的噴涂模型。

將點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割成多個(gè)小部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以大大減少后續(xù)軌跡優(yōu)化的計(jì)算量，從而提高了計(jì)算速度，提高了加工效率。

可以理解的是，點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以分為邊界點(diǎn)和內(nèi)部點(diǎn)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)邊界點(diǎn)可以是指能夠描述點(diǎn)云數(shù)據(jù)形態(tài)輪廓的少量點(diǎn)集。點(diǎn)云數(shù)據(jù)邊界點(diǎn)通常都有一個(gè)特性:它附近的鄰近點(diǎn)都位于同一側(cè)分布，而不是分布在四周?；谶吔琰c(diǎn)特性，可以采用數(shù)據(jù)點(diǎn)及其鄰近點(diǎn)的分布均勻性來(lái)判定邊界點(diǎn)和非邊界點(diǎn)。然后根據(jù)相應(yīng)的邊界點(diǎn)，可以確定待加工工件的幾何圖形形狀。

常見的平面點(diǎn)云的邊界特征提取方法有很多，例如可以有經(jīng)緯線掃描法、網(wǎng)格劃分法、最小凸邊算法。

網(wǎng)格劃分法一般包括三個(gè)流程，即網(wǎng)格劃分、尋找邊界網(wǎng)格以及提取邊界線。其首先建立點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最小包圍矩形，用設(shè)定間隔的矩形網(wǎng)格將數(shù)據(jù)分割；然后尋找邊界網(wǎng)格，把邊界網(wǎng)格依順序連接構(gòu)成一條由邊界網(wǎng)格組成的“粗邊界”；最后對(duì)每個(gè)邊界網(wǎng)格中的數(shù)據(jù)依據(jù)一定的規(guī)則判斷其是否是邊界點(diǎn)，從而得到點(diǎn)云的邊界點(diǎn)信息。

顯而易見地，上述經(jīng)緯線掃描法以及最小凸邊算法均是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，在此不再贅述。當(dāng)然，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)提取方法還可以為其它方法，在此不作限定。

將提取出邊界點(diǎn)連接起來(lái)，可以生成待加工工件的輪廓圖形形狀，而由于生成的輪廓圖形形狀不一定滿足加工工藝的要求，因此，還可以對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域分割，即將整體的待加工工件根據(jù)加工工藝的要求，分割為若干個(gè)規(guī)則的幾何圖形。

為了使得噴涂機(jī)器人加工工件的路徑更優(yōu)，故可以在對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分片時(shí)，遵從多個(gè)分片原則，例如規(guī)則多邊形原則、凸多邊形原則、盡量減少轉(zhuǎn)折點(diǎn)原則以及片之間的公共邊長(zhǎng)盡量短原則。

由于規(guī)則多邊形的路徑規(guī)劃相對(duì)簡(jiǎn)單，分片時(shí)應(yīng)盡量分解為規(guī)則多邊形。例如，當(dāng)子輪廓圖形近似于直角多邊形，噴涂機(jī)器人的加工路徑規(guī)劃及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制效果較好；而子輪廓圖形為內(nèi)角為銳角的多邊形，由于存在一些較小的邊角，使得噴涂機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)比較困難。

可以理解的是，與凸多邊形相比，凹多邊形的噴涂路徑方向變化更多一些，沿著凸多邊形上的噴涂路徑進(jìn)行噴涂效果會(huì)更好一些，故可以使得子輪廓圖形盡可能為凸多邊形。

需要說明的是，在噴涂路徑的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，噴涂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制難度較大，進(jìn)而導(dǎo)致噴涂效果變差；進(jìn)一步地，噴涂機(jī)器人在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處必須經(jīng)過減速和加速過程才能平穩(wěn)過渡，進(jìn)而使得噴涂時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)，噴涂效率降低。因此，點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割過程中應(yīng)盡量選擇轉(zhuǎn)折點(diǎn)較少的分割方案，即垂直于噴涂路徑方向的子輪廓圖形的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度要盡量小。

各個(gè)子輪廓圖形交界處上的涂層厚度是由兩個(gè)子輪廓圖形上的噴涂軌跡所決定的，因此，如果子輪廓圖形交界處的公共邊長(zhǎng)較長(zhǎng)，可能造成公共邊周圍涂層厚度的不一致，故應(yīng)遵循子輪廓圖形之間的公共邊長(zhǎng)盡量短原則。

將待加工工件分割成多個(gè)規(guī)則的子輪廓圖形后，可以生成每個(gè)子輪廓圖形的矢量方程即噴涂模型。

步驟103：根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝，基于所述噴涂模型，生成所述子輪廓圖形的加工軌跡以及加工參數(shù)；

具體地，根據(jù)子輪廓圖形的幾何形狀，確定每個(gè)子輪廓圖形的加工工藝，例如，當(dāng)子輪廓圖形為正方形時(shí)，則該子輪廓圖形使用的噴涂路徑為螺旋形加工軌跡。然后利用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換算法，對(duì)噴涂模型即矢量方程進(jìn)行處理，即可生成對(duì)應(yīng)的加工軌跡，并對(duì)生成的加工軌跡進(jìn)行優(yōu)化；最后由生成加工軌跡生成幾何信息即加工參數(shù)。例如，確定噴涂的起始位置，噴槍的加速、勻速以及減速階段，噴槍角度問題，轉(zhuǎn)彎階段以及噴涂不同位置時(shí)噴槍的轉(zhuǎn)向角度等，以完成加工軌跡的規(guī)劃。

需要說明的是，上述子輪廓圖形的形狀一般為規(guī)則的多邊形，例如，正方形、長(zhǎng)方形、類正方形以及類長(zhǎng)方形。子輪廓圖形的劃分一般是按區(qū)域分割的，例如，對(duì)整個(gè)桌子進(jìn)行分割，可以將桌面分割為子輪廓圖形，將底座作為一個(gè)子輪廓圖形。

上述加工工藝可以是指預(yù)先根據(jù)子輪廓圖形的集合圖形形狀的不同，將加工工藝進(jìn)行分類。一般地，噴涂機(jī)器人噴涂路徑通常有兩種模式:Z字形路徑和螺旋形路徑。Z字形路徑規(guī)劃比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是噴涂后在每一片的邊界處涂層厚度均勻性較差；螺旋形路徑避免了這個(gè)缺點(diǎn)，但在噴涂過程中噴槍路徑上容易出現(xiàn)斷點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)器人噴涂路徑一般都為Z字形路徑。螺旋形路徑適合噴涂中空的區(qū)域。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，軌跡生成以及優(yōu)化的過程可以具體為：根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝；對(duì)所述噴涂模型進(jìn)行分析處理，自動(dòng)生成所述加工軌跡；根據(jù)所述加工軌跡，計(jì)算得出所述加工參數(shù)；其中，所述加工參數(shù)包括噴槍方向參數(shù)以及噴槍速度參數(shù)。

可以理解的是，上述加工參數(shù)可以是指噴槍等噴涂工具相關(guān)的參數(shù)，例如，噴槍方向以及噴槍速度，當(dāng)然，加工參數(shù)還包括其它的加工參數(shù)，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在此不再贅述。

自動(dòng)生成加工軌跡，以及利用矢量方程對(duì)加工軌跡進(jìn)行優(yōu)化，以得出最優(yōu)的加工路徑，提高了噴涂質(zhì)量，降低了材料的消耗，提高了加工效率。

步驟104：根據(jù)所述加工軌跡以及所述加工參數(shù)，自動(dòng)生成G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。

具體地，可以將加工參數(shù)，以及加工軌跡按照預(yù)設(shè)的格式輸入到硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以自動(dòng)生成可執(zhí)行的G代碼，然后噴涂機(jī)器人運(yùn)行生成的G代碼，對(duì)待加工工件進(jìn)行加工。

可以理解的是，由于加工軌跡以及加工參數(shù)均是子輪廓圖形的，即生成的加工軌跡以及加工參數(shù)對(duì)應(yīng)于待加工工件的局部區(qū)域。在對(duì)整個(gè)工件進(jìn)行加工噴涂時(shí)，可以將多個(gè)區(qū)域的加工軌跡按照一定的加工順序組合起來(lái)，即整個(gè)工件的加工階段，按區(qū)域分為多個(gè)階段。例如，當(dāng)待加工工件為桌子時(shí)，將桌子劃分為桌面和底座兩個(gè)子輪廓，生成相應(yīng)的加工軌跡以及加工參數(shù)；加工工件時(shí)，可以根據(jù)桌面的加工路徑以及參數(shù)加工完桌面，再根據(jù)底座的加工路徑以及加工參數(shù)加工底座，最后完成整個(gè)工件的加工。當(dāng)然，工件的各個(gè)區(qū)域的加工先后順序可以是任意地，在此不作限定。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，自動(dòng)生成G代碼的過程可以具體為：將所述加工參數(shù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)格式的參數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述參數(shù)數(shù)據(jù)以及所述加工軌跡，自動(dòng)生成所述G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。

需要說明的是，上述預(yù)設(shè)格式數(shù)據(jù)可以是指文本格式，即將加工參數(shù)按照一定的先后順序填寫在text文本中，然后將text文本輸入至硬件平臺(tái)，以使硬件平臺(tái)讀取文本中的數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的加工軌跡，自動(dòng)生成相應(yīng)的G代碼。運(yùn)行相應(yīng)的G代碼，可以實(shí)現(xiàn)噴涂機(jī)器人的自動(dòng)化，即自動(dòng)生成加工軌跡以及G代碼，繼而自動(dòng)加工相應(yīng)的工件。顯而易見地，自動(dòng)生成G代碼的方法并不限于上述所提及的方法。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的噴涂機(jī)器人加工工件的方法，基于獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的矢量方程即噴涂模型，然后根據(jù)噴涂模型生成所需的加工軌跡以及加工參數(shù)，最終根據(jù)加工參數(shù)和加工軌跡，自動(dòng)生成G代碼，不用人為地參與編寫G代碼以及加工軌跡的生成?？梢?，該方法自動(dòng)生成噴涂機(jī)器人的G代碼以及加工軌跡，實(shí)現(xiàn)了噴涂自動(dòng)化，提高了噴涂機(jī)器人的加工效率。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的噴涂機(jī)器人加工工件系統(tǒng)進(jìn)行介紹，下文描述的噴涂機(jī)器人加工工件的系統(tǒng)與上文描述的噴涂機(jī)器人加工工件的方法可相互對(duì)應(yīng)參照。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的噴涂機(jī)器人加工工件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖，參照?qǐng)D2噴涂機(jī)器人加工工件系統(tǒng)可以包括：

獲取模塊201，獲取待加工工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

噴涂模型建立模塊202，用于提取所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的輪廓圖形，對(duì)所述輪廓圖形進(jìn)行區(qū)域分割，得出多個(gè)規(guī)則的子輪廓圖形，建立所述子輪廓圖形的噴涂模型；

軌跡生成模塊203，用于根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝，基于所述噴涂模型，生成所述子輪廓圖形的加工軌跡以及加工參數(shù)；

G代碼生成模塊204，用于根據(jù)所述加工軌跡以及所述加工參數(shù)，自動(dòng)生成G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。

可選地，所述噴涂模型建立模塊包括：

邊界點(diǎn)提取單元，用于利用邊界提取算法對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出所述邊界點(diǎn)，所述邊界提取算法為經(jīng)緯線掃描法、網(wǎng)格劃分法以及最小凸邊法中的任意一種；

邊界點(diǎn)連接單元，用于連接所述邊界點(diǎn)，生成所述待加工工件的所述輪廓圖形；

分割單元，用于基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)切割算法，將所述輪廓圖形分割成多個(gè)規(guī)則的所述子輪廓圖形；

建立單元，用于分別建立多個(gè)所述子輪廓圖形的噴涂模型。

可選地，還包括：

預(yù)處理模塊，用于對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的噪聲點(diǎn)以及冗余數(shù)據(jù)。

可選地，所述軌跡生成模塊包括：

選擇單元，用于根據(jù)所述子輪廓圖形的形狀，選擇相應(yīng)的加工工藝；

軌跡自動(dòng)生成單元，用于對(duì)所述噴涂模型進(jìn)行分析處理，自動(dòng)生成所述加工軌跡；

參數(shù)計(jì)算單元，根據(jù)所述加工軌跡，計(jì)算得出所述加工參數(shù)；

其中，所述加工參數(shù)包括噴槍方向參數(shù)以及噴槍速度參數(shù)。

其中，所述加工參數(shù)包括噴槍方向參數(shù)以及噴槍速度參數(shù)。

可選地，所述G代碼生成模塊包括：

轉(zhuǎn)換單元，用于將所述加工參數(shù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)格式的參數(shù)數(shù)據(jù)；

代碼自動(dòng)生成單元，用于根據(jù)所述參數(shù)數(shù)據(jù)以及所述加工軌跡，自動(dòng)生成所述G代碼，以使噴涂機(jī)器人自動(dòng)化加工所述待加工工件。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的噴涂機(jī)器人加工工件的系統(tǒng)，基于獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的矢量方程即噴涂模型，然后根據(jù)噴涂模型生成所需的加工軌跡以及加工參數(shù)，最終根據(jù)加工參數(shù)和加工軌跡，自動(dòng)生成G代碼，不用人為地參與編寫G代碼以及加工軌跡的生成?？梢?，該系統(tǒng)自動(dòng)生成噴涂機(jī)器人的G代碼以及加工軌跡，實(shí)現(xiàn)了噴涂自動(dòng)化，提高了噴涂機(jī)器人的加工效率。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的噴涂機(jī)器人加工工件的方法以及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。