面向直纹曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化

针对复杂曲面中直纹曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化问题,由实验数据得到平面上的喷枪2D模型,推导得出圆弧面上的喷枪3D模型;提出通过最小二乘圆弧逼近直纹曲面的思想,将直纹曲面分成若干圆弧面片的组合,直纹曲面上的喷涂轨迹优化问题可近似看作圆弧面来处理,并在每个圆弧面片上建立喷枪轨迹优化目标函数;讨论了两圆弧面片交界处的涂层厚度计算方法及喷枪轨迹优化问题。仿真实验验证了分片算法及数学模型的有效性,证明该喷枪轨迹优化方法与传统方法相比,可有效地提高曲率较大曲面的涂层均匀性,且在保证喷涂精度的前提下,有效地减少分片数。

圆锥面组合曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化

为解决圆锥面组合特征曲面喷枪轨迹优化时涂层均匀性较差的问题,根据圆锥面的几何特点,给出了圆锥面上的喷枪轨迹生成方法.基于喷枪3D模型在圆锥面上的喷枪轨迹优化方法,讨论了圆锥面组合时面片交界处的喷涂轨迹优化方法,建立优化目标函数,并优化了相关的喷枪参数.仿真结果表明:优化后的涂层厚度满足涂层质量要求;与一般方法相比,其涂层厚度最大值、最小值与理想值间的误差分别降低0.4和1.0μm;同向面片组合时的涂层厚度最大值、最小值与理想值间的误差比反向时的误差分别降低0.8和1.4μm.

面向自然二次曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化

针对复杂自由曲面中出现的曲率较大的类自然二次曲面喷涂轨迹优化问题,基于推导得出自然二次曲面上的喷枪3D模型,根据喷涂要求,将大曲率类自然二次曲面拟合规划成自然二次曲面的组合,运用变喷涂半径和轨迹分段的方法讨论了自然二次曲面上涂层厚度的计算方法和相关喷枪参数的优化问题,并以某一汽车后保险杠为例,讨论了圆柱面和圆锥面与平面交界处的喷枪轨迹优化。仿真试验表明:喷枪3D模型的运用在一定程度上提高了曲面上的涂层均匀性;通过对曲面上有限点处的喷枪优化参数进行拟合,得出圆锥面和球面上的喷枪速率随轨迹间距呈非线性变化,其余参数呈线性变化;在不同面片交界处的喷枪轨迹优化方案满足喷涂质量要求。

圆锥面圆截线路径的多变量喷涂轨迹优化

针对圆锥面的涂层厚度均匀性优化问题,基于一种抛物线的静态喷涂模型,提出基于圆截线的等间距喷涂路径生成方法,并建立喷枪沿圆弧路径动态喷涂的涂层厚度分布模型,以两相邻喷涂轨迹间涂层厚度方差最小为优化目标函数,对喷涂轨迹上的喷涂速率和喷涂高度进行了优化。最后在Robotstudio软件中对机器人喷涂进行仿真,并对喷涂后的涂层厚度均匀性进行数值模拟,结果表明本文提出方法的有效性和可行性,且同时优化喷涂速率和喷涂高度获得涂层厚度均匀性比单独优化喷涂速率的要好。

自由曲面均匀喷涂的机器人轨迹规划方法

为了提高产品的质量和性能,往往需要在许多产品表面涂覆一层均匀涂层。该文针对自由曲面的均匀喷涂问题,研究了喷涂机器人喷枪的路径规划与速度优化。首先利用数控加工过程与喷涂作业过程的相似性,提出一种利用数控刀位轨迹生成喷枪路径的方法。该方法具有计算速度快、易于实现的优点。以提高涂层的均匀度为目标,对喷枪的变速喷涂进行研究,给出了一种优化喷枪速度的方法。该方法在保证喷枪速度满足要求的同时,使涂层的厚度方差最小。仿真计算结果表明:该喷枪路径规划与速度优化方法是有效的。