基于表面分割的復(fù)雜曲面噴涂路徑規(guī)劃與離線編程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、在先進(jìn)制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人逐漸取代人力來提高生產(chǎn)力并減少勞動力成本，成為不可或缺的重要設(shè)備裝置。作為工業(yè)機(jī)器人的一種，噴涂機(jī)器人廣泛應(yīng)用于汽車、電器及家具等產(chǎn)品的涂裝生產(chǎn)線。但目前我國還無法掌握噴涂機(jī)器人的核心技術(shù)，所以開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的噴涂機(jī)器人成套設(shè)備能夠提升我國工業(yè)裝備的技術(shù)水平。本文以國家重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目《15kg噴涂機(jī)器人成套裝備》(2010ZX04008-041)為依托，針對噴涂機(jī)器人離線軌跡規(guī)劃中的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深

2、入的研究，實(shí)現(xiàn)噴涂機(jī)器人離線軌跡規(guī)劃，使得噴涂機(jī)器人真正成為安全可靠的先進(jìn)涂裝設(shè)備，主要工作如下:
　　針對復(fù)雜自由曲面的噴涂問題，提出一種統(tǒng)一的處理框架。根據(jù)分而治之的思想，對復(fù)雜工件曲面采用分層軌跡規(guī)劃的方法，首先對復(fù)雜曲面進(jìn)行分割，分別根據(jù)采用基于RMS曲率的分水嶺算法和切割投影法算法進(jìn)行分割，形成一系列“簡單”曲面。
　　針對在分割得到“簡單”子片內(nèi)路徑規(guī)劃的問題，采用測地種子曲線的路徑規(guī)劃算法進(jìn)行路徑規(guī)劃進(jìn)行軌跡規(guī)

3、劃，將噴槍軌跡規(guī)劃問題分解為種子曲線的選取、軌跡曲線上噴槍速率的優(yōu)化和軌跡間距優(yōu)化三個子問題分別優(yōu)化，并給出了相應(yīng)的優(yōu)化算法。
　　針對結(jié)構(gòu)化工件的噴涂問題，提出了一種快速模板化地處理方法。首先基于分層規(guī)劃的思想，運(yùn)用復(fù)雜曲面的分割方法將結(jié)構(gòu)化工件分割成由若干個例如平面、圓柱面、圓錐面、球面和圓環(huán)面等規(guī)則曲面的簡單子片，然后提取簡單規(guī)則曲面的幾何參數(shù)，其后根據(jù)自由曲面的噴涂模型推導(dǎo)出各個規(guī)則曲面的噴涂模型，以便進(jìn)行路徑參數(shù)的優(yōu)化和