衛(wèi)浴噴涂機(jī)器人離線編程技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著噴涂機(jī)器人在智能制造領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，傳統(tǒng)的示教編程方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足噴涂加工要求，以安全性好、適應(yīng)性高著稱(chēng)的機(jī)器人離線編程及仿真技術(shù)已經(jīng)受到了行業(yè)內(nèi)廣泛的關(guān)注。本文結(jié)合衛(wèi)浴噴涂應(yīng)用和機(jī)器人離線編程系統(tǒng)框架，對(duì)復(fù)雜曲面離線編程中工藝參數(shù)規(guī)劃、噴涂路徑粗插補(bǔ)、機(jī)器人變位機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。
　　針對(duì)噴涂工藝參數(shù)規(guī)劃的合理性問(wèn)題，建立了基于涂層一致性的噴涂質(zhì)量?jī)?yōu)化模型。采用β分布涂層增長(zhǎng)模型，研究了噴槍范圍涂層累積速

2、率與涂層厚度模型間的數(shù)學(xué)關(guān)系，規(guī)避了涂層厚度求解中的復(fù)雜積分計(jì)算。結(jié)合噴涂應(yīng)用，系統(tǒng)的分析了噴釉參數(shù)對(duì)涂層厚度的影響，并通過(guò)平面噴涂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。噴涂質(zhì)量的工藝參數(shù)分析對(duì)實(shí)際噴涂參數(shù)的規(guī)劃起到了理論指導(dǎo)作用。
　　傳統(tǒng)的機(jī)器人點(diǎn)到點(diǎn)的到達(dá)方式會(huì)帶來(lái)噴槍移動(dòng)速度的波動(dòng)。本文對(duì)刀位點(diǎn)規(guī)劃策略和路徑光順?biāo)惴ㄟM(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)了基于離線方式的噴涂路徑粗插補(bǔ)算法。通過(guò)B樣條曲線擬合初始刀位點(diǎn)，并采用泰勒展開(kāi)算法對(duì)路徑進(jìn)行細(xì)分，保證了相鄰噴涂

3、刀位點(diǎn)間的光滑過(guò)渡和速度連續(xù)。
　　機(jī)器人與變位機(jī)的運(yùn)動(dòng)分配策略是保證噴涂系統(tǒng)協(xié)調(diào)、平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。在分析了機(jī)器人變位機(jī)噴涂系統(tǒng)的冗余性的基礎(chǔ)上，給出了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)優(yōu)先、轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)優(yōu)先的兩種運(yùn)動(dòng)分配策略。以運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性為優(yōu)化目標(biāo)，建立了機(jī)器人與變位機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的優(yōu)化模型。采用基于前瞻思想的粒子群算法，實(shí)現(xiàn)了多變量函數(shù)不定極值求解問(wèn)題，提高了機(jī)器人變位機(jī)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)平穩(wěn)性。
　　基于以上研究，開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)浴噴涂機(jī)器人離線編程原型系統(tǒng)