倍福绘图机器人（OilPainter）介绍

10 根高精度伺服轴开辟美术绘画新世界

IT 专家 Patric Luthi 开拓了一台独特的绘画机具人，它可以绘制精巧的艺术创作。OilPainter 机具人可以应用丙烯颜料还原即兴局部图像举行作画，还可以制造出令人惊叹的艺术创作。为了实即兴这一目的，倍福的 TwinCAT NC I 软件把持 5 根主轴和 5 根附带轴，它们经过伺服电机和伺服驱动器驱动，而这些驱动出品也来自倍福。

OilPainter 是一款全主动绘画机具人，它应用丙烯颜料绘制各种后影象主义风骨的画作。它可以画一幅梵高风骨的蒙娜丽莎画像，或者画一幅就像是安迪?沃霍尔创作的奥黛丽?赫本画像。第一台绘画机具人样机眼前就放在位于瑞士苏黎世的佐利可贝格的一家早前的打印店里，它不久就会为一家大规模的家具零卖商绘制一幅独一无二的创作。

“为了创作出这些风骨独特的艺术创作，待绘制的正题数据务必以矢量、预编程的花样供给把持器。这么，甚至在开端画画前，机具就曾经对每个笔触一目了然。”苏黎世 OilPainter 公司 CEO Patric Luthi 说道。“机具人在绘画时，它会逐冲程地尾随具有 11 个两样画刷宽度的程序，反度过来它又可以任性角度定位。经过将图像分为 X/Y 轴和 R 轴作为旋转画刷角，可以应用任性画刷宽度实行任何冲程。只是，与人类画家两样，OilPainter 可以陆续旋转 R 轴无需提起画刷即可画一根完全的螺旋线或绘制一幅书法创作。”

OilPainter 公司 CEO Patric Lüthi（站在最前面）和 倍福瑞士分公司区域销经营 Robert Urech 对机具人完成的艺术创作异常满足

针对高精度活动的数控伺服技术

机具在画画时，5 根主轴一本正经把持活动，5 根附带轴用于调色。3 根主轴（X、Y 和 R）务必天天完整同步。Z 轴经过画布的高轮廓及支撑台把持。第 5 根主轴把持画刷位置，它可以与 R 轴同步，也可以与 R 轴两样步。

OilPainter 由 TwinCAT NC I 软件把持，Patric Luthi 解说说道：“TwinCAT NC I 把持 3 根轨迹轴和 5 根附带轴。另外，射流动轴经过主从轴相连，而 Z 轴经过一个独立的度过程实即兴安全把持。颜料应用高精度的医用级泵喷涂，它们的附带轴与 3 根主轴同步活动。而泵则应用 3 个 EL7342 2 通道高压电机把持模块举行驱动。体系在画刷前面的调色器内用泵按比例调成任何色，并与活动速完整同步 — 即苦在加以速或速度减慢了时。”

X 和 Y 轴由倍福的 AM80xx 伺服电机驱动。X 轴用的电机应用法兰安装在轴上，经过连通轴充足使用斜齿轮，并驱动两根输送带。“这么，咱们可以应用一个铅直安装在轴上的准则电机。”Patric Luthi 接着说道。“这些伺服电机经过单通道伺服驱动器 AX5125 和 AX5118 区别把持，同时咱们还使用这一把持技术支援迅速、高动态定位使命。”Z 和 R 轴由 AM3112 伺服电机把持，该电性能够发出最大转矩，具有高动态和高定位精度的优点。它们是专为与紧凑型 EL7201 伺服端子模块配套应用而设计。事情上，OilPainter 的所有通信使命都是应用迅速 EtherCAT Industrial Ethernet协议完成的。把持器以 1 毫秒的周期时期检查所有轴是否每秒钟同步运转 1000 次。

上面是一个装有两台 AX51xx 系列伺服驱动器和 3 个 EL7201 伺服端子模块的把持柜

准确着色需求练习 — 即苦是机具人

Patric Luthi 以为，准确喷涂丙烯颜料所面对的技术挑动是巨万的。“色彩的流淌务必与每一个笔触完备相商。另外，准确的色调务必即时可用，不能举行任何预混色。这执意为什么咱们要给粘度较高的颜料施压，这么就可以将颜料经过软管推送到泵中。随后，泵以低压运转，从而让色彩能行从画刷上顺利地流淌，不会飞溅。”

OilPainter 的调色板由 5 种最根本的色组成：青色、洋红、黄色、黑色（K）和白色。“这与喷墨打印机处置色时用 CMYK 栅格化图像有基本上的区别。咱们不栅格化图层，这亦为什么咱们也将白色用作根本色，并用于混合一色和灰色。一般来说，您可以应用 CMY 生成黑色，但它现实上更多的是一种暗棕黑色。这亦用软件增添黑色的缘故所在。咱们用黑色和白色比照由色聚类以及颜料聚集体的数和大小确定的混合比例生成灰色。”Patric Luthi 在说到使用对机具人把持技术提出的请求时总结道。

OilPainter 机具特写

经过效能库实即兴高灵巧性

OilPainter 终极创作的数字化水平取决于图像的复杂水平及预期结实。“用户务必确定想要应用的画刷宽度及色。究竟，咱们不单是要完整拷贝原画家的风骨 — 这亦咱们为什么要开拓咱们自自己的逻辑缘故所在。”Patric Luthi 解说道。“如其想要画出脸上太阳的折射光线，比如，体系务必知道哪个画刷应当在哪个点上涂上白色。最末出来的画作走的是影象派路子。如其您只容许画线条，画面看起来就像用油灰刀画的。或者，如其您只容许画点点，则完成的艺术创作就比较接近点彩派风骨。一幅画完成的时期取决于笔触数。比如，如其您有 10,000 个冲程，而每个冲程需求花费 1 秒钟时期，则一幅画可能性需求几个小时才能完成。”

所有笔画都保留在 Visual Basic 界面中。鉴于具有众的软件库效能，TwinCAT 应用这一信息来生成各种绘画选项。“把持器将数据替换成 CNC 指令。GUI 生成 G 代码，并将每个完全的笔触传输给 TwinCAT 来实行绘画使命。一幅制品画作需求成千山万个笔画，如其您想要一步就将所有笔画替换为它们的路点，终极可能性会生成一个巨万的 G 文献，它可能性会让计算机的内存负荷度过大，可能性会伸起中止。”“不度过，咱们务必能行在变换色间清洁体系，或者比及有些画面曾经干了后持续画。”固然第一眼看上，绘画机具人异常不行思议，但实则这一解决方案也可以使用到其它行业，这亦为什么 OilPainter 公司曾经收到为应对其它混合挑动开拓解决方案的询价，自然，他们还会应用倍福的把持解决方案。

文章转载至：倍福官网