直纹曲面喷漆机器人喷枪轨迹多目标优化

针对直纹曲面上喷漆机器人的喷枪轨迹多目标优化问题,通过平面喷漆实验,采集各点膜厚数据,运用MATLAB遗传算法工具箱拟合β分布,建立直纹曲面漆膜厚度生长模型.将曲面离散为点集,采用三次B样条曲线拟合生成初始喷枪轨迹.以曲面上各点漆膜厚度均匀和喷涂效率高为目标建立喷枪轨迹多目标优化模型,并采用改进的快速非支配排序遗传算法对该模型求解,获得喷枪轨迹最优解集,最终实现了直纹曲面喷枪轨迹的优化目标.通过实例结果对比验证了该方法的有效性和实用性.     

面向复杂曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化

根据试验数据推导出平面上的涂层累积速率二次函数后,对复杂曲面进行分片,在每一片上进行喷枪轨迹优化.为保证曲面上涂层厚度的均匀性,按照两片交界处喷枪路径的位置关系分三种情况讨论涂层厚度的计算方法和喷枪轨迹优化问题,并采用最速下降法和模式搜索法进行求解.通过计算机仿真验证了数学模型和优化算法的可行性,证明出当喷枪路径平行于两片的交界线时工件表面的涂层均匀性最佳.     

基于改进隶属云模型蚁群算法的喷涂机器人喷枪轨迹组合优化

摘要： 针对复杂曲面分片后的喷枪轨迹组合优化问题,利用哈密尔顿图将其转化为广义开环旅行商问题(OTSP),采用“问题无关的进化算法与问题相关的局部搜索相结合”的策略,首先引入隶属云模型来自适应调节蚁群算法中控制的随机性,然后引入K-opt局部搜索策略的基于改进隶属云模型蚁群算法(MCMACA)对喷枪轨迹组合优化的OTSP问题进行求解.仿真结果表明,改进隶属云模型蚁群算法的全局搜索性和局部收敛性更佳,在复杂曲面上对喷涂机器人喷枪轨迹进行优化具有明显的优越性.
关键词： 组中图分类号：文献标志码： A     

喷涂机器人路径规划方法分析与展望

针对喷涂领域,喷涂路径规划算法决定了喷涂机器人在喷涂过程中的涂层均匀性、喷涂周期、喷涂质量。基于复杂表面特征工件,从对复杂表面的处理和喷枪轨迹优化两方面简述了喷涂路径规划方法的研究现状,特别对基于优化数学模型和基于智能算法路径规划作了重点介绍。最后分析了喷涂路径规划研究趋势并提出机器视觉和自学习算法相结合的智能喷涂轨迹规划方法。     

机器人匀速喷涂涂层均匀性分析

为优化机器人喷涂轨迹,采用厚度方差作为涂层均匀性评价函数,建立了基于抛物线喷涂模型的涂层均匀性模型,研究了匀速喷涂涂层均匀性。量纲一的计算结果表明重叠宽度是影响涂层平均厚度的主要因素,种子路径位置和喷涂工件宽度是次要因素。当重叠宽度为0.29~0.31时,厚度方差取得约为0.0025的最小值。以优化涂层均匀性为目标规划机器人喷涂轨迹,可只考虑重叠宽度,而忽略种子路径位置和喷涂工件宽度。     

基于视觉识别的民机零件专用自动喷涂系统

针对民机喷涂零件种类繁多、摆放位置不固定、无夹持装置等问题,研发了一套基于视觉识别的自动喷涂系统。该系统使用工业相机获取筛盘上零件的二维图像,对零件进行初步分类和定位。使用5轴三维测量机构获取点云数据,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)进行点云和三维模型的位姿匹配。根据匹配结果,采用曲面分片的方法规划喷枪路径,用Bézier曲线生成机器人关节轨迹。最终在240 s的节拍内实现多种繁杂零件的自动化配准,平均配准精度达2.11 mm。机器人能够自动进行喷涂作业,且喷涂质量满足航空零件要求。     

变参数下的空气喷枪涂层厚度分布建模

首先分析了影响空气喷枪涂层厚度及喷涂机器人作业过程中的可调和常变因素,然后利用BP神经网络方法对平板直行喷涂实验获得的实验数据加以拟合,建立以喷涂距离、喷枪移动速度、喷枪流量和测量点与喷枪轴线距离作为输入的喷枪喷涂模型。与传统模型相比,该模型用相对少量的实验数据就可以预测不同喷涂距离、喷枪移动速度和喷枪流量下的涂层厚度分布。实验数据表明,该模型准确、有效。     

管道喷涂机器人喷枪运动速度优化

为提高机器人喷涂时涂层厚度均匀性,首先根据机器人喷涂时涂层形状呈椭圆形的实际情况,选择双β分布喷枪模型对涂层厚度分布进行描述,在此基础上分析喷枪运动过程中涂层厚度累积机理。通过喷枪匀速运动条件下的圆形管道喷涂实验,研究管道内壁涂层厚度与涂料涂着效率变化规律之间的关系,提出机器人喷涂作业时喷枪运动速度优化方法,即保持喷枪运动速度与涂料涂着效率之间比值恒定。实验结果表明,该速度优化方法可有效提高涂层厚度均匀性。     

喷漆机器人喷枪最优轨迹规划的研究

研究了喷漆机器人喷枪最优轨迹的规划 ,该规划的目的是要确定一条使得工件表面涂层厚度差异达到最小的喷枪最优轨迹 文中首先对喷枪最优轨迹规划问题建立了数学模型 ,然后确定了具体的算法 ,对工件表面为正方形平面的情况进行仿真 ,得出优化仿真结果 ,论证该方法的可行性 ,最后分别对工件表面为圆锥面的情况和一般情况提出基本构想     

机器人等离子喷涂轨迹间距优化及实验研究

在等离子喷涂快速制造金属模具工艺中,采用机器人等离子喷涂成形工艺,在被喷涂原型表面生成具有较高硬度的耐磨金属涂层.机器人喷涂路径规划是影响金属涂层成形性的关键因素,而轨迹间距是机器人喷涂路径中的重要参数.通过对机器人等离子喷涂几何模型的实验研究,从而确定了最佳的轨迹间距,为合理的机器人喷涂路径规划提供了依据.     

用虚拟轨迹投影法实现喷涂机器人喷枪轨迹

通过对喷涂机器人离线编程技术、喷枪轨迹实现的关键因素和目前各种CAD软件中通用的STL格式数据文件的研究,将STL数据文件中每个小三角形的法向矢量进行拓展,从而能够动态确定喷枪作业时的喷涂方向,主要介绍了一种基于STL数据文件来实现喷涂机器人喷枪轨迹的方法--虚拟轨迹投影法,并利用Visual C 6.0和OpenGL技术对喷枪轨迹的实现进行仿真,最后以车门为实例进行了验证.     

Modeling and Experiments of Spray System for Cable Painting Robot

Many cable-stayed bridges have been built in the world in the past decades, and cable-stayed structures have been adopted in many large constructions. The cable painting robot is safe and economically efficient for stay cable maintenance. In order to satisfy the need for spraying Cables in high attitude, an automatic cable spray system for cable painting robots is presented in this paper. Using the β distribution, paint thickness distribution on a cylinder surface is modeled. The spray gun＇s number, angle and movement are analyzed to get coat evenness. Then a robotic spray system engineering prototype has been developed, which includes a cable electric running climbing base, a spray cover, four airless spray guns and a pressurized paint container. Experiments indicate that four airless spray guns can guarantee good coat quality for general stay cables. The field tests have been successfully conducted on Nanpu Bridge, Shanghai.     

一种针对非均匀有理B样条曲面的碰撞检测算法

提出了一种针对非均匀有理B样条（NURBS）曲面的碰撞检测算法，它将节点反插技术引入到NURBS曲面细分中，通过控制点间距离测试进行精确碰撞检测．该算法首先插入几何意义较为清楚的控制顶点，反算出要插入的节点，再采用节点插入技术将曲面细分，然后为逐步细分的曲面控制点建立固定方向凸包（FDH）包围盒，以尽早排除不可能碰撞的情况．在到达一定细分层次后，进行曲面之间的距离测试，若距离小于某一阈值，则认为发生碰撞．通过虚拟环境中蝴蝶与玉米叶的碰撞实验表明，所提算法可以应用于由NURBS曲面表示的物体碰撞检测，在细分层次为5，阈值为0．0006时，可以使本例碰撞检测具有良好的精确性和实时性。     

机器人曲面磨削轨迹的曲率自适应规划算法研究

机器人在曲面类零件加工中应用日趋广泛,针对自由曲面轨迹规划困难、工件表面粗糙度均匀性难以控制等问题,提出一种能适应曲面曲率变化的机器人曲面磨削轨迹规划方法.基于赫兹理论分析机器人磨具与工件表面的接触应力变化,通过求解材料去除模型计算出曲率影响下的相邻磨削轨迹行距,得到了曲率自适应的磨削轨迹;然后通过恒等弦高误差算法求解...     

涂装油缸清洗机喷淋清洗筒结构的设计

以涂装油缸为实验对象,根据涂装油缸清洗机喷淋清洗筒自身的结构特点,分析油缸在进行涂装之前受污染的主要原因。从清洗机设备的工作原理入手,找出原有设备在清洗油缸工件时因喷淋清洗筒结构设计的不合理,导致对油缸工件表面清洗不彻底、喷淋清洗后无法及时进行干燥等问题。通过改进设计清洗机喷淋清洗筒内外部分的结构、合理优化喷淋清洗筒的相关参数来解决上述存在的问题,使涂装油缸的清洗质量和效率得到显著提高。