一种自动识别注染面积的注染机器人及其使用方法与流程

本发明涉及注染机器人，具体为一种自动识别注染面积的注染机器人及其使用方法。

背景技术：

1、当下，时尚产业趋势围绕绿色、科技、环保的理念进行深度的发展，现代注染工艺一样面对这样大转型与升级，为了实现降本增效的目标，对传统的染整工艺和装备进行技术创新，不仅可以尽快解决当前人工成本高、质量不稳定问题，还可以推动注染的可持续发展。

2、现有的注染机器人存在的缺陷是：

3、1、专利文件us09333689b2公开了用于加工注塑产品的机器人，但是上述文件中无法实时监测注入的面积，同时对于所使用机器人进行工作时，需要编写复杂的机器人编程语言，存在操作繁琐的技术问题；

4、2、专利文件us06830449b1公开了用于更换炉中气体注射器的注射器机器人，但是上述文件中的注射机器人在使用过程中，存在有多个步骤需要工作人员进行处理，造成工作效率低的技术问题；

5、3、专利文件jp2014034063a公开了用于绘制装置的防止预防装置和预防方法，但是上述文件中的机器人无法自动调节注染颜色；

6、4、专利文件cn106824643b公开了一种六自由度机器人的喷涂设备及喷涂方法，但是上述文件中无法更具使用需求，快速更换不同喷头的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种自动识别注染面积的注染机器人及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动识别注染面积的注染机器人，包括第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机用于拍摄获取机器人进行注染时画面，所述第二摄像机用于拍摄若干个染料存储罐，所述第一摄像机和第二摄像机将拍摄获取的视频发送到视觉识别模块，所述视觉识别模块用于实时识别注染的面积和获取不同染料的颜色、剩余量和位置，所述染料存储罐的顶部安装有进料口，所述染料存储罐的底部安装有出料口，所述进料口和出料口内壁均安装有单向阀；

3、所述视觉识别模块通过电性连接有主控制器模块，所述主控制器模块包括注染面积核定模块和声光报警模块，所述注染面积核定模块用于实时判断第一摄像机获取数据中注染面积是否达到所需面积，所述声光报警模块用于实时判断第二摄像机获取数据中不同颜色的染料罐放置位置是否正确和颜料的剩余量是否低于阈值，所述注染面积核定模块通过电性连接有应急停止模块，所述应急停止模块用于在注染面积超过阈值，注染机器人依旧在进行注染时，用于即时停止颜料注染；

4、所述主控制器模块通过电性连接有运动控制模块，所述运动控制模块包括人工手柄示教模块，所述人工手柄示教模块通过电性连接有记录模块，所述人工手柄示教模块用于通过人工操作手柄来引导机器人完成一系列动作，并将这些动作通过记录模块记录下来形成示教程序，所述记录模块通过电性连接有示教加载模块，且示教加载模块通过电性连接有运动控制模块。

5、优选的，所述运动控制模块通过电性连接有执行机构，执行机构包括底座，底座顶部的一侧安装有固定座，固定座的顶部安装有第一减速器，第一减速器的输出端安装有第一连接板，第一连接板的顶部通过螺栓安装有液压伸缩缸，第一减速器的一侧安装有第一制动器，第一制动器的一侧安装有第一伺服电机，且第一伺服电机的输出端贯穿第一制动器接入第一减速器，底座顶部的中部安装有控制箱，控制箱顶部安装有人工手柄接入口。

6、优选的，所述液压伸缩缸输出端安装有第二连接板，第二连接板的一侧通过螺栓安装有机器人臂杆，且机器人臂杆底部的前端安装于第一摄像机的顶部，机器人臂杆底部的尾端安装于第二摄像机的顶部。

7、优选的，所述机器人臂杆的底部开设有滑槽，机器人臂杆的一端安装有第二制动器，第二制动器的一端安装有第二伺服电机，第二伺服电机的输出端安装有螺纹丝杠，螺纹丝杠的外壁螺纹连接有滑块，且滑块的外壁活动连接于滑槽的内壁，滑块的底部安装有固定板，固定板的底部通过螺栓安装有注染器。

8、优选的，所述注染器包括顶板，且顶板的顶部安装于固定板的底部，顶板的底部安装有圆弧透明防护罩，圆弧透明防护罩的底部安装有底板，顶板底部的中部和底板顶部的中部均嵌合安装有轴承，轴承的内壁安装有从动杆，从动杆外壁的顶部和底部均安装有放置板，且放置板的内壁安装有染料存储罐，一组所述放置板的顶部和底板的底部均开设有若干个连接孔，且连接孔的内壁分别活动连接于进料口和出料口的外壁。

9、优选的，所述底板的一侧安装有支撑板，支撑板的顶部安装有防护套，且防护套的一侧安装于圆弧透明防护罩外壁底部，防护套的内部活动连接有传动齿轮，传动齿轮的外壁贯穿圆弧透明防护罩外壁的底部安装有齿条，且齿条安装于底部放置板的外壁，传动齿轮的顶部安装有传动杆，传动杆的一端安装有第二减速器，且第二减速器的底部安装于防护套的顶部，第二减速器的顶部安装有第三制动器，第三制动器的顶部安装有第三伺服电机，且第三伺服电机的输出端贯穿第三制动器连接于第二减速器。

10、优选的，所述固定板顶部的前端安装注气管，注气管的输出端通过软管固定连接有注气口，且注气口贯穿固定板和顶板的顶部，注气口外壁安装有第一连接块，第一连接块顶部的一侧安装有第一电动推杆，且第一电动推杆的外壁安装于固定板顶部的一侧，第一电动推杆用于带动注气口插入进料口，注气管的另一端安装有注气机，且注气机的一侧安装于液压伸缩缸的一侧。

11、优选的，所述底板底部的中部安装有第二电动推杆，第二电动推杆的底部安装有第四伺服电机，第四伺服电机的底部安装有第四制动器，第四伺服电机的输出端安装有喷头架，喷头架的外壁安装有若干个喷头本体，第二电动推杆用于带动喷头本体的输入端插入出料口。

12、优选的，该自动识别注染面积的注染机器人的工作步骤如下：

13、s1、通过第一摄像机、第二摄像机和视觉识别模块，能够实时获取注染面积和染料存储罐内的颜色、剩余量和位置数据；

14、s2、通过人工手柄示教模块、记录模块和示教加载模块的设置，通过人工操作手柄来引导注染机器人完成一系列动作，并通过记录模块将动作记录下来形成示教程序，配合示教加载模块和运动控制模块复现示教动作；

15、s3、通过示教加载模块和执行机构的设置，示教加载模块进行加载，运动控制模块调控执行机构完成示教动作，自动加载注染机器人进行注染工作；

16、s4、通过第三伺服电机和第二减速器的设置，有利于增大输出的扭矩，进而通过传动齿轮带动齿条和放置板转动，第三制动器能够在所需染料存储罐达到指定位置时，对传动齿轮的旋转进行限制，进而能够在注染过程中，使注染机器人自动调节注染颜色的效果；

17、s5、通过染料存储罐、进料口、出料口和单向阀的设置，使染料存储罐移动到指定位置后，第一电动推杆带动注气口插入进料口内；

18、s6、第四伺服电机带动喷头架旋转，待所需使用的喷头本体移动到染料存储罐底部，第二电动推杆带动喷头本体的输入端插入出料口内；

19、s7、注气机启动通过注气管将染料存储罐内染料通过喷头本体喷出，进而能够完成注染工作，同时能够根据需要更换不同喷头本体，进而提高注染效果。

20、优选的，在所述s1中还包括如下步骤：

21、s11、通过注染面积核定模块和应急停止模块，有利于提高注染机器人调控注染面积的准确性，通过声光报警模块，有利于起到提醒工作人员，避免出现不同颜色的染料存储罐位置错位或颜料的剩余量低于阈值。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1.本发明通过第一摄像机、第二摄像机和视觉识别模块，能够实时获取注染面积和染料存储罐内的颜色、剩余量和位置数据，并进行应急处理和提醒警告，通过人工手柄示教模块、记录模块和示教加载模块的设置，通过人工操作手柄来引导注染机器人完成一系列动作，并通过记录模块将动作记录下来形成示教程序，配合示教加载模块和运动控制模块复现示教动作，进而提高注染效率；

24、2.本发明通过示教加载模块和执行机构的设置，示教加载模块进行加载，运动控制模块调控执行机构控制第一伺服电机带动第一连接板和液压伸缩缸转动，进入能够调节机器人臂杆的角度，液压伸缩缸能够调节机器人臂杆的高度，第二伺服电机带动螺纹丝杠旋转能够调节注染器在机器人臂杆底部的位置，进而能够根据示教动作，自动加载注染机器人进行注染工作，有利于提高注染效率；

25、3.本发明通过第三伺服电机和第二减速器的设置，有利于增大输出的扭矩，进而通过传动齿轮带动齿条和放置板转动，第二摄像机实时监测放置板转动时染料存储罐的位置，第三制动器能够在所需染料存储罐达到指定位置时，对传动齿轮的旋转进行限制，进而能够在注染过程中，使注染机器人自动调节注染颜色的效果；

26、4.本发明通过染料存储罐、进料口、出料口和单向阀的设置，使染料存储罐移动到指定位置后，第一电动推杆带动注气口插入进料口内，第四伺服电机带动喷头架旋转，待所需使用的喷头本体移动到染料存储罐底部，第二电动推杆带动喷头本体的输入端插入出料口内，注气机启动通过注气管将染料存储罐内染料通过喷头本体喷出，进而能够完成注染工作，同时能够根据需要更换不同喷头本体，进而提高注染效果。

技术特征：

1.一种自动识别注染面积的注染机器人，包括第一摄像机（1）和第二摄像机（2），其特征在于：所述第一摄像机（1）用于拍摄获取机器人进行注染时画面，所述第二摄像机（2）用于拍摄若干个染料存储罐（3），所述第一摄像机（1）和第二摄像机（2）将拍摄获取的视频发送到视觉识别模块（4），所述视觉识别模块（4）用于实时识别注染的面积和获取不同染料的颜色、剩余量和位置，所述染料存储罐（3）的顶部安装有进料口（48），所述染料存储罐（3）的底部安装有出料口（49），所述进料口（48）和出料口（49）内壁均安装有单向阀（50）；

2.根据权利要求1所述的一种自动识别注染面积的注染机器人，其特征在于：所述运动控制模块（9）通过电性连接有执行机构（13），执行机构（13）包括底座（14），底座（14）顶部的一侧安装有固定座（15），固定座（15）的顶部安装有第一减速器（16），第一减速器（16）的输出端安装有第一连接板（17），第一连接板（17）的顶部通过螺栓安装有液压伸缩缸（18），第一减速器（16）的一侧安装有第一制动器（19），第一制动器（19）的一侧安装有第一伺服电机（20），且第一伺服电机（20）的输出端贯穿第一制动器（19）接入第一减速器（16），底座（14）顶部的中部安装有控制箱（53），控制箱（53）顶部安装有人工手柄接入口（54）。

3.根据权利要求2所述的一种自动识别注染面积的注染机器人，其特征在于：所述液压伸缩缸（18）输出端安装有第二连接板（21），第二连接板（21）的一侧通过螺栓安装有机器人臂杆（23），且机器人臂杆（23）底部的前端安装于第一摄像机（1）的顶部，机器人臂杆（23）底部的尾端安装于第二摄像机（2）的顶部。

4.根据权利要求3所述的一种自动识别注染面积的注染机器人，其特征在于：所述机器人臂杆（23）的底部开设有滑槽（24），机器人臂杆（23）的一端安装有第二制动器（25），第二制动器（25）的一端安装有第二伺服电机（26），第二伺服电机（26）的输出端安装有螺纹丝杠（27），螺纹丝杠（27）的外壁螺纹连接有滑块（28），且滑块（28）的外壁活动连接于滑槽（24）的内壁，滑块（28）的底部安装有固定板（29），固定板（29）的底部通过螺栓安装有注染器（30）。

5.根据权利要求4所述的一种自动识别注染面积的注染机器人，其特征在于：所述注染器（30）包括顶板（31），且顶板（31）的顶部安装于固定板（29）的底部，顶板（31）的底部安装有圆弧透明防护罩（32），圆弧透明防护罩（32）的底部安装有底板（33），顶板（31）底部的中部和底板（33）顶部的中部均嵌合安装有轴承（34），轴承（34）的内壁安装有从动杆（35），从动杆（35）外壁的顶部和底部均安装有放置板（36），且放置板（36）的内壁安装有染料存储罐（3），一组所述放置板（36）的顶部和底板（33）的底部均开设有若干个连接孔（46），且连接孔（46）的内壁分别活动连接于进料口（48）和出料口（49）的外壁。

6.根据权利要求5所述的一种自动识别注染面积的注染机器人，其特征在于：所述底板（33）的一侧安装有支撑板（37），支撑板（37）的顶部安装有防护套（38），且防护套（38）的一侧安装于圆弧透明防护罩（32）外壁底部，防护套（38）的内部活动连接有传动齿轮（39），传动齿轮（39）的外壁贯穿圆弧透明防护罩（32）外壁的底部安装有齿条（40），且齿条（40）安装于底部放置板（36）的外壁，传动齿轮（39）的顶部安装有传动杆（41），传动杆（41）的一端安装有第二减速器（42），且第二减速器（42）的底部安装于防护套（38）的顶部，第二减速器（42）的顶部安装有第三制动器（43），第三制动器（43）的顶部安装有第三伺服电机（44），且第三伺服电机（44）的输出端贯穿第三制动器（43）连接于第二减速器（42）。

7.根据权利要求4所述的一种自动识别注染面积的注染机器人，其特征在于：所述固定板（29）顶部的前端安装注气管（45），注气管（45）的输出端通过软管固定连接有注气口（47），且注气口（47）贯穿固定板（29）和顶板（31）的顶部，注气口（47）外壁安装有第一连接块（51），第一连接块（51）顶部的一侧安装有第一电动推杆（52），且第一电动推杆（52）的外壁安装于固定板（29）顶部的一侧，第一电动推杆（52）用于带动注气口（47）插入进料口（48），注气管（45）的另一端安装有注气机（59），且注气机（59）的一侧安装于液压伸缩缸（18）的一侧。

8.根据权利要求5所述的一种自动识别注染面积的注染机器人，其特征在于：所述底板（33）底部的中部安装有第二电动推杆（55），第二电动推杆（55）的底部安装有第四伺服电机（56），第四伺服电机（56）的底部安装有第四制动器（60），第四伺服电机（56）的输出端安装有喷头架（57），喷头架（57）的外壁安装有若干个喷头本体（58），第二电动推杆（55）用于带动喷头本体（58）的输入端插入出料口（49）。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种自动识别注染面积的注染机器人的使用方法，其特征在于，该自动识别注染面积的注染机器人的工作步骤如下：

10.根据权利要求9所述的一种自动识别注染面积的注染机器人的使用方法，其特征在于，在所述s1中还包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种自动识别注染面积的注染机器人及其使用方法，涉及注染机器人技术领域，包括第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机用于拍摄获取机器人进行注染时画面，所述第二摄像机用于拍摄若干个染料存储罐，所述第一摄像机和第二摄像机将拍摄获取的视频发送到视觉识别模块。本发明通过第一摄像机、第二摄像机和视觉识别模块，能够实时获取注染面积和染料存储罐内的颜色、剩余量和位置数据，并进行应急处理和提醒警告，通过人工手柄示教模块、记录模块和示教加载模块的设置，通过人工操作手柄来引导注染机器人完成一系列动作，并通过记录模块将动作记录下来形成示教程序，配合示教加载模块和运动控制模块复现示教动作，进而提高注染效率。

技术研发人员：邰卫国,钱丽霞,马杭州,周莉,葛坤锋
受保护的技术使用者：江苏华艺服饰有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23