基于OpenGL的喷涂机器人喷枪轨迹优化仿真

针对喷涂机器人喷枪轨迹优化研究中,采用数值仿真方法,数据复杂造成可视化分析涂层分布难度较大的问题.通过对涂层累积速率数学模型和喷枪轨迹设计的基本理论分析,在Visual C++6.0程序界面中利用OpenGL,实现图形化显示喷枪沿某一指定路径喷涂时工件表面的涂层覆盖情况,并以不同色彩的方式显示出油漆的空间分布,取得了良好的实验效果.     

喷涂机器人喷枪轨迹规划的优化算法研究

在建立了喷枪位姿模型和自由曲面上的涂层厚度数学模型后,提出了喷涂机器人喷枪轨迹规划的优化算法,并利用极大极小法进行求解.计算机仿真结果论证了本算法和数学模型的有效性,为离线编程系统的建立奠定了基础.     

面向圆形弯管的喷涂机器人喷枪参数优化

针对喷涂机器人喷涂圆形弯管内壁时的涂层均匀性问题,提出了一种喷枪参数的优化方法。基于椭圆双β分布喷枪数学模型,采用钣金展开原理对圆形弯管处进行面片划分,进而推导得到面片宽度的变化规律,提出机器人喷涂圆形弯管时喷枪移动速度应与面片的宽度保持一定的反比例关系,在此基础上根据涂层厚度叠加原理对相邻喷枪轨迹间的距离进行优化,最后利用流量守恒原理和数值仿真实验验证了分片算法的可行性。数值仿真结果表明,该喷枪参数优化方法能够保证涂层厚度偏差在10%以内,与传统方法相比可以显著提高圆形弯管内壁涂层厚度的均匀性。     

面向球面的喷涂机器人经线喷涂轨迹优化

针对复杂自由曲面喷涂轨迹优化中出现的球面喷涂轨迹优化问题,根据喷涂实验得到了涂层生长速率模型,基于曲面上用测地线规划喷枪轨迹的优点,采用球面上的经线规划球面的喷枪轨迹,基于经线规划喷枪轨迹的特点,我们运用改变喷枪喷射高度的方法来保证涂层的均匀性,根据许用喷射高度范围,运用bounding-box法对球面进行分片规划处理,并给出了喷枪轨迹的生成方法,重点讨论了每片上的涂层厚度计算方法和相关参数的优化问题,最后通过仿真实验证明该方法可有效地保证涂层的均匀性,并给出了喷枪速率与轨迹间距及喷炬半径的关系.     

面向大曲率曲面的喷涂机器人喷枪轨迹规划研究

为提高机器人喷涂大曲率曲面的效果,首先基于曲面特性建立大曲率曲面数学表达模型,对其进行分片造型,并生成面片喷枪轨迹,最后建立优化目标函数实现轨迹优化;为了解决大曲率曲面分片后面片间的轨迹组合问题,降低算法中参数的使用,消除相应的除梯度信息,运用粒子群优化算法的思想,制定了算法程序技术路线,并依此编写了优化喷枪轨迹的算法程序。实验证明了该算法的高效性和适用性,达到了提高大曲率曲面喷涂效果的目的。     

喷涂机器人的喷枪轨迹优化设计与实验

针对工件上涂层厚度均匀性与喷涂时间相互制约的问题,提出一种曲面上喷涂机器人喷枪轨迹优化设计方法。首先根据复杂曲面的几何特性,对曲面进行分片处理,求解每个曲面片上的喷涂速度和涂层重叠区域宽度的最优值;再利用无方向的连接图表示曲面上的喷枪轨迹优化组合问题,采用改进的粒子群算法进行求解。仿真和喷涂实验结果验证了算法的可行性和有效性。     

喷涂机器人路径组合优化中喷枪轨迹参数的修正方法

喷涂路径组合优化过程中,当一面片介于两面片之间时,由涂层分布干涉引起的涂层厚度误差较大,为解决这个问题,提出了直接修正法和修正喷涂高度法的喷枪轨迹参数修正方法。根据中间面片两交界线的位置关系,将该问题分为交界线平行和近似平行两种情况讨论,并基于两种修正方法分别提出了两种情况下的喷枪轨迹规划方法和相关参数的优化方法。仿真实验和数值分析表明：当修正的轨迹间距比理想值大时,可采用未优化的直接修正法规划喷枪轨迹; 反之,可采用优化的直接修正法;在相同轨迹间距下,修正喷涂高度法比直接修正法的涂层误差要小３μm左右。验证了两种方法相结合解决近似平行时该问题的可行性和有效性。     

面向复杂曲面的喷涂机器人喷枪路径的规划

根据试验数据给出了涂层生长速率模型,将自由曲面通过拓扑关系生成若干个平面片,在每一片上进行喷枪速率及轨迹间距的优化,基于面片交界处喷枪轨迹为PA-PA时涂层厚度均匀性较好的原则,根据面片的边界几何特征对喷枪路径进行了规划,提出了用变偏距的方法优化Z型路径模式,该方法通过选择两轨迹间的偏距极值及始末轨迹的长度来确定每相邻轨迹间的偏角来达到变偏距的目的,给出了其中参数的计算方法和优化算法。最后通过实例验证了该算法对Z型路径模式的优化具有一定的可行性。     

面向飞机蒙皮的机器人喷涂轨迹规划

针对飞机蒙皮在线示教编程效率低、轨迹精度差及适用范围有限等问题,基于双目视觉三维扫描及CAD/CAM领域的加工模拟功能,提出一种根据三维模型的加工轨迹生成工业机器人喷涂轨迹的离线编程方法,为解决模型未知的复杂自由曲面喷涂问题提供了新思路。通过三维扫描获取飞机蒙皮表面点云并处理得到其三维模型,结合喷漆工艺,在Unigraphics加工模块中对三维模型加工轨迹进行参数化编程,提取轨迹点并调整喷枪姿态生成机器人喷涂路径;以飞机蒙皮为例进行喷涂仿真。结果表明:该离线编程方法的编程效率、轨迹精度明显优于在线示教编程;该编程方法对其他自由曲面同样具有适用性。     

基于点云处理技术的喷涂机器人喷枪轨迹生成研究

提出了以点云数据作为喷涂机器人轨迹生成的数据格式,采用点云处理技术,通过对点云的预处理、区域分割,点云切片、采样点求取法矢量及沿法矢量方向偏移等方法实现了喷涂机器人轨迹的生成。将点云技术运用到喷涂机器人轨迹规划,通过点云区域分割细化了点云特征,降低了喷涂工艺的复杂性,同时很好的控制喷枪的位置,提高了喷涂的质量和效率。     

大型复杂曲面喷漆机器人喷枪轨迹优化研究

根据实验数据推出平面上漆膜累积速率二次函数后,对大型复杂曲面进行分片,在每一片上进行喷漆机器人喷枪轨迹优化.按照两片交界处喷枪路径的位置关系,分三种情况讨论漆膜厚度的计算方法和喷枪轨迹优化问题,采用最速下降法和模式搜索法进行求解.最后通过计算机仿真验证了优化算法的可行性.     

基于隶属云模型蚁群算法的喷涂机器人喷枪轨迹组合规划

在复杂曲面分片规划成若干个近似平面及每片面喷涂轨迹规划的基础上,将每个片上及片与片交界处的喷枪轨迹组合规划问题转化为广义开环旅行商问题(OTSP),并采用隶属云模型蚁群算法对OTSP问题进行求解.仿真实验结果证明了该方法更佳的全局搜索性和收敛性.     

漆膜制备机器人喷枪轨迹生成与优化研究综述

漆膜制备机器人喷枪轨迹生成与优化是保证漆膜质量的前提。介绍了适用于规则曲面和复杂自由曲面的涂料沉积模型,归纳了3种工件曲面造型方法,分析了喷涂轨迹的优化目标,总结了两种轨迹优化问题,并对漆膜制备机器人喷枪轨迹生成与优化的前景进行了展望。     

基于遗传算法的喷涂机器人喷枪路径规划

根据复杂曲面的几何特性和拓扑结构,对曲面进行分片处理,在每一片上进行喷涂机器人喷枪路径的规划。将整个曲面上的喷枪路径顺序组合问题看成乡村邮递员问题（ORPP）,并采用哈密尔顿图形法表示ORPP,用遗传算法进行求解。个体编码采用代表哈密尔顿图中顶点的实数编码和代表每片上路径方向的编码相结合的方法,可实现对问题空间的全局快速寻优。最后以某品牌汽车车身后盖为喷涂对象进行仿真实验,实验结果验证了所提算法的有效性。     

自动热喷涂机器人喷枪轨迹研究综述

热喷涂机器人喷枪轨迹生成和规划是喷涂过程的重要研究内容之一。归纳了影响喷涂质量的关键因素,总结了喷涂方式的类型和轨迹生成的方法。在此基础上,对自动喷涂机器人路径规划的研究前景进行了展望。     

基于Matlab的喷涂机器人喷涂轨迹规划设计

为了解决陶瓷生产中釉层不均匀的问题,建立计算不同表面喷涂层厚度分布的数学模型,通过确定合适的间距来提高喷涂效率。对于平面喷涂,采用牛顿迭代法和最小二乘法拟合得到合适的喷涂间距,当相邻喷射轨迹之间的距离为122 mm时,高度误差可控制在2.273%。在平面喷涂的基础上,分析了平面与曲面的映射关系,并采用最小二乘自然二次曲面拟合方法将复杂表面拟合成规则的曲面,结果表明,当相邻喷雾轨道间距为91 mm时,高度误差可控制在10%内。     

基于蚁群算法的喷涂机器人喷枪路径规划

根据复杂曲面的几何特性,对曲面进行分片处理,并建立喷枪路径的评价函数,在每一片上进行喷涂机器人喷枪路径的规划。为了使喷涂机器人喷涂作业的时间最短,将整个曲面上的喷枪路径优化组合问题看成乡村邮递员问题(ORPP),并利用改进的蚁群算法求解ORPP问题。算法中通过在进化过程中动态调整蚂蚁的个体信息,激励蚁群搜索可行空间并发现最优解集。最后以一个复杂曲面工件为喷涂对象进行喷涂实验,结果证明了改进的蚁群算法比一般性随机算法效果更佳。     

基于遗传算法的喷涂机器人喷枪路径规划

根据复杂曲面的几何特性和拓扑结构,对曲面进行分片处理,在每一片上进行喷涂机器人喷枪路径的规划。将整个曲面上的喷枪路径顺序组合问题看成乡村邮递员问题（ORPP）,并采用哈密尔顿图形法表示ORPP,用遗传算法进行求解。个体编码采用代表哈密尔顿图中顶点的实数编码和代表每片上路径方向的编码相结合的方法,可实现对问题空间的全局快速寻优。最后以某品牌汽车车身后盖为喷涂对象进行仿真实验,实验结果验证了所提算法的有效性     

机器人喷涂轨迹计算与仿真

工业机器人因其灵活性、可编程以及低成本而在自动化喷涂应用中前景广阔。采用离线编程技术规划喷涂轨迹可以大大提高工件的喷涂效率,实现自动化喷涂作业。在分析了复杂曲面的喷涂轨迹规划涉及到的算法问题后,提出了一种基于球坐标的涂料沉积模型和最小厚度约束的轨迹生成方法。首先,建立在球坐标系中描述的涂料沉积模型;其次,给出待喷涂曲面上一点处的喷涂累积厚度计算方法;然后,针对最小厚度约束,提出了喷涂轨迹规划算法;最后,利用机器人离线仿真平台对喷涂轨迹进行了验证,并对喷涂区域的累积厚度进行仿真。结果表明可以得到满足喷涂厚度要求的曲面喷涂轨迹。