在“工业4.0”和“中国制造2025”的推动下,工业喷涂领域的竞争也日益激烈,人们在追求自动化、数字化水平更高的产品的同时,也对外观提出了更高的要求。目前,喷涂行业仍面临喷涂效率低下、成本较高、喷涂质量不稳定的问题,并且在很大程度上仍依赖于熟练技术工人完成喷涂任务。当工件类型更换或工件在生产线上的位置发生变化时需重新示教喷涂轨迹,这种操作不仅降低了自动化水平,而且对工人的专业技能有较高要求。为了解决目前喷涂行业面临的问题,实现小型喷涂企业向设备自动化程度更高、喷涂质量更稳定、效率更高的方向平稳过渡,本文设计了一种基于机器视觉的自动喷涂系统。该系统能弥补喷涂行业的短板,在复杂环境中完成喷涂任务。本文主要工作如下:1.针对喷涂效率低、质量不稳定、工件位姿不固定等问题,将机器视觉引入到喷涂系统中,设计了一款基于机器视觉的自动喷涂系统。该喷涂系统主要由喷涂机器人模块、视觉模块、传送模块、RFID模块组成,并且完成了各个模块的选型和设计。在本文中,该系统虽然以一类车灯作为研究对象,但可适用于其它类型工件的喷涂,具有一定普适性。2.对车灯工件的识别定位和尺寸测量进行了研究。首先通过对比确定最合适的算法对图像进行预处理;然后利用Canny边缘检测算法提取工件边缘,以主轴和副轴与边缘的交点作为特征点,依据特征点求出变换参数进行模板匹配,从而实现工件的识别;最后利用相机标定对工件进行定位,利用测量系统获取工件尺寸,为喷涂轨迹规划提供保障。3.依据工件边缘的最小外接矩形,提出以最小外接矩形的顶点为起始喷涂点沿长边方形进行Z字型喷涂,明显提高喷涂效率。研究了三角分片方法,提出了基于交叉变异的粒子群算法的轨迹优化问题,由于复杂曲面分片方法计算量大、过程复杂,因此本文提出了针对平面车灯工件的分片方法,保证涂层全覆盖。本文通过建立喷枪和涂层增长速率模型,以涂层均匀性为优化目标,以实际涂层厚度与理想涂层厚度的方差为优化函数寻找最优解,确定了最佳喷涂效果时的涂层重叠距离和喷涂速度。4.喷涂系统在投入使用前,需要进行喷涂模拟实验。在Robot Studio软件中搭建了喷涂工作站并确定布局,将在Solidworks软件中建立的车灯模型导入喷涂工作站,把喷涂轨迹规划程序加载到控制器进行喷涂仿真实验。同时完成了喷涂机器人的工作空间和喷涂轨迹的仿真,验证了喷涂系统的可行性。