船舶機(jī)器人噴涂漆膜厚度控制的研究.pdf

1、噴涂機(jī)器人是一種重要的先進(jìn)涂裝生產(chǎn)裝備，在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于汽車等產(chǎn)品的涂裝生產(chǎn)線。噴涂機(jī)器人的噴涂效果與物體表面形狀、噴槍參數(shù)等諸多因素有關(guān)。新的噴涂建模分析和高性能噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化算法、控制策略的研究一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者們近幾年關(guān)注的熱點(diǎn)。全文主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：
　　 第一部分首先介紹了噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化的研究背景、意義、發(fā)展歷程、噴涂機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)、軌跡優(yōu)化研究概況與現(xiàn)階段存在的問題以及本文做的主要

2、工作。
　　 第二部分影響機(jī)器人噴涂漆膜厚度因素分析。建立基于自由曲面噴涂機(jī)器人膜漆厚度模型，首先要了解影響漆膜厚度的因素。首先從影響漆膜噴涂工藝方面來說，噴涂時(shí)的流量、涂料轉(zhuǎn)移率、固體含量、走槍速度等因素直接影響機(jī)器人噴涂時(shí)的漆膜厚度；另外在噴涂過程中噴涂累計(jì)的速率模型的選取及路徑優(yōu)化選擇從某種程度上也直接制約機(jī)器人噴涂的質(zhì)量。
　　 第三部分提出了平面和規(guī)則曲面上噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化方法。在寫出平面或規(guī)則曲面的函數(shù)

3、表達(dá)式后，利用已有的涂層累積速率數(shù)學(xué)模型，以采樣點(diǎn)上的涂層厚度方差最小為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)沿指定空間路徑的噴槍軌跡優(yōu)化問題進(jìn)行研究，并將該問題轉(zhuǎn)化為無約束優(yōu)化問題并進(jìn)行求解。
　　 第四部分研究了自由曲面上噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化問題。由于現(xiàn)有涂層累積速率模型表達(dá)式過于復(fù)雜，故采用實(shí)驗(yàn)方法建立了表達(dá)式較簡(jiǎn)單的涂層累積速率模型后，通過分析噴涂過程中各個(gè)可控參數(shù)對(duì)噴涂效果的影響，建立自由曲面上涂層厚度數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上生成噴涂機(jī)器人噴槍空

4、間路徑，得出噴槍軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)是帶約束條件的多目標(biāo)優(yōu)化問題，并選取時(shí)間最小和涂層厚度方差最小作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行建模。
　　 第五部分機(jī)器人噴涂漆膜厚度數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)。在上一章分析影響噴涂機(jī)器人膜漆厚度的基礎(chǔ)上，通過matlab軟件，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，建立基于自由曲面噴涂機(jī)器人膜漆厚度數(shù)學(xué)模型，找尋影響膜漆厚度與相關(guān)因素之間的關(guān)系，并通過最后通過方差算法進(jìn)行模型精度檢驗(yàn)，將符合要求的曲線或數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，以便后期指導(dǎo)生產(chǎn)。