基于椭圆双β分布模型的喷涂问题分析

本文以喷涂工艺为背景,针对加工面分别为平面、曲面时的釉料喷涂的问题,基于椭圆双β分布模型,求解得到了加工面喷涂的累计情况模型。

喷漆机器人空气喷枪的新模型

针对实际生产中喷漆机器人空气喷枪喷雾的形状及其附着在平面工件表面形成椭圆形喷漆区域的情况,进行喷枪静止的喷涂试验,得到漆膜厚度测量数据。采用BP神经网络方法进行漆膜表面函数拟合,通过比较拟合后的x、y方向的不同断面上的漆膜分布曲线,提出一种新的椭圆形区域的漆膜厚度分布函数——椭圆双β分布模型,采用遗传算法及最小二乘法对椭圆双β分布模型进行数学拟合,求得其参数。以此模型对一个喷枪行程进行仿真,并与实际的单行程喷漆试验结果进行比较,验证了所建模型的正确性。给出该模型用于一般曲面喷涂时工件表面上任意点的漆膜厚度计算公式,以及喷漆机器人为了保持喷枪姿态需要的喷涂运动方程,为喷漆机器人采用离线编程技术提供一个更为实用的空气喷枪模型。

喷涂机器人的喷涂轨迹规划

为了解决喷涂机器人喷涂作业后涂料不均匀堆积问题,在平面静态喷涂模型的基础上,提出了一种面向复杂曲面的喷涂机器人轨迹规划方法。首先通过椭圆双β喷涂模型,在一定条件下计算出了平面喷涂中相邻轨迹涂层的最佳重叠距离;在平面喷涂的基础上,分析了平面喷涂与复杂表面喷涂的映射关系;然后通过最小二乘自然二次曲面拟合的方法将复杂曲面拟合成规则的圆形曲面;最后通过多段分割曲线逼近目标函数,找到了复杂曲面上相邻两条路径之间的最优区间设计方法。结果表明,该方法为解决涂料不均匀堆积问题提供了新的思路。

喷枪喷射及着面研究

釉喷雾过程用釉喷枪或釉喷雾器在压缩空气中喷洒釉,以将釉粘附到粘土体上。这是一个在陶瓷生产中易于自动化的过程。但釉烧不均会产生裂纹,造成零件报废,喷涂过程中喷釉厚度尽可能均匀。基于此,我们做了以下工作:基于椭圆双β分布模型。根据喷枪喷射过程参数之间的关系,进入给定的相关值,得到最大膜厚,半长轴,短轴,分布指数等参数的值。另外,优化模型采用等距离优化算法建立了膜厚变化规律。结果表明,当重叠区间为86.08mm时,膜厚变化最为均匀。基于平面膜厚变化模型,推导了曲面膜厚累积率模型。通过分析MATLAB软件的函数图像,证明了这是一个畸变的圆柱曲面,并利用遗传算法优化了圆柱曲面的轨迹。当重叠间隔为78.45mm时,计算得到釉料厚度要求。