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二手机器人每个圆弧面片上的喷枪轨迹编程优化
发布时间：2023-04-13 点击次数：244次
从平面和规则曲面两个方面对二手机器人喷枪轨迹的优化进行了一定程度的研究，并进行了实验验证。直纹面作为制造业中一种常见的自由曲面，例如汽车的车门和飞机的机身，正受到越来越多的研究者的关注。二手机器人喷枪数学模型的建立和喷枪轨迹的优化是二手机器人离线编程的关键技术。国内外许多学者对此问题进行了研究。在建立喷枪数学模型方面，研究者主要集中在平面上喷枪数学模型的研究，对于规则曲面和自由曲面上喷枪数学模型的建立研究较少。
喷枪的空间轨迹可以定义为喷枪经过的一组点。设计时考虑一种可行的确定喷枪轨迹的方法，即先指定期望的喷枪空间轨迹和喷涂方向，问题转化为如何找到喷枪沿指定轨迹的时间序列，从而达到喷枪沿该轨迹进行喷涂作业时定义的优化目标。这样轨迹优化问题将每一时刻的变量从一般喷枪轨迹优化问题(喷枪的姿态)中的6个减少到1个，降低了问题的复杂度。为保证喷涂区域涂层厚度的均匀性，需要优化喷枪速度v和轨迹间距δ。对于直纹面，一般情况下，沿扫描方向(U方向)规划所需的喷涂轨迹。为了便于分析，在平面上分析涂层的覆盖层。
针对大型复杂曲面，分析了复杂曲面的切片和喷枪路径模式以及路径规划方向。建立了复杂曲面各层内喷枪轨迹的优化函数，讨论了各层界面涂层厚度的均匀性。得出的结论是，当两个切片的喷枪轨迹平行于交线(平行平行平行，啪啪啪)时，涂层厚度均匀性好，然而，他们的讨论是基于平面分片的原则，只适用于曲率较小的表面。当遇到曲率较大的表面时，可能会出现大量碎片和涂层均匀性差的问题。我们只研究了二手机器人关节空间的轨迹规划问题，用遗传算法来解决问题，但没有考虑喷枪在自由曲面上的轨迹优化问题。对于凹凸结构表面，利用微分几何的面积放大定理推导出自由表面漆膜累积率的二次函数，采用轨迹优化的方法补偿凹凸结构表面的涂层厚度差。模拟实验表明，这种方法可以有效提高镀膜的均匀性，但还没有达到很高的技术水平。