汽車噴涂機(jī)器人干涉區(qū)軌跡優(yōu)化研究.pdf

1、在所有汽車涂裝裝備中，噴涂機(jī)器人扮演著舉足輕重的作用。由于汽車噴涂質(zhì)量要求高，車型種類多，車身多為A級(jí)曲面，在幾個(gè)獨(dú)立模塊的交界區(qū)域（干涉區(qū)）涂層分布易產(chǎn)生干涉，且曲率變化較大，形狀復(fù)雜。因此，開展汽車車身干涉區(qū)噴涂策略研究，進(jìn)一步提升整車的涂裝質(zhì)量，減少噴涂車間對(duì)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境造成負(fù)面影響是非常有必要的。本課題得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《乘用車車身干涉區(qū)機(jī)器人高壓靜電變量噴涂軌跡優(yōu)化》（61503162）經(jīng)費(fèi)資助，全文主要由以下幾個(gè)

2、部分構(gòu)成：
　　第一部分首先介紹了汽車噴涂機(jī)器人軌跡優(yōu)化的研究背景、意義、發(fā)展歷程、噴涂機(jī)器人軌跡優(yōu)化算法研究概況、現(xiàn)階段存在的問題以及本文做的主要內(nèi)容。
　　第二部分研究了一種應(yīng)用于汽車噴涂的、實(shí)用有效的噴涂模型。首先，研究了一種實(shí)用的空氣噴涂數(shù)學(xué)模型；然后，針對(duì)目前旋杯式高速靜電噴霧器(ESRB)的分析漆膜模型通用性較差的問題，研究了一種同時(shí)考慮工件表面曲率和ESRB噴霧器形狀的漆膜噴涂模型，并在此基礎(chǔ)之上來優(yōu)化機(jī)器人噴

3、涂軌跡，從而滿足涂層均勻性、噴涂時(shí)間等幾個(gè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
　　第三部分針對(duì)汽車車身干涉區(qū)人工噴涂涂層均勻性較差、涂料浪費(fèi)多、環(huán)境污染大等問題，研究了一種基于Bézier曲線技術(shù)的汽車車身干涉區(qū)噴涂機(jī)器人軌跡優(yōu)化方法。在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中，通常先指定期望的噴涂路徑，此時(shí)噴涂機(jī)器人軌跡優(yōu)化問題目標(biāo)就轉(zhuǎn)化為如何找出沿指定路徑的最優(yōu)時(shí)間序列，也即機(jī)器人以什么樣的速度沿指定路徑進(jìn)行噴涂作業(yè)時(shí)，工件表面上的涂層厚度方差最小或時(shí)間最短。該部分先使用Bé

4、zier曲線技術(shù)規(guī)劃汽車車身干涉區(qū)噴涂機(jī)器人路徑，再沿此規(guī)劃路徑來優(yōu)化噴涂速度。而對(duì)于干涉區(qū)曲面分片交界處的噴涂軌跡，按照噴涂路徑位置方向分三種情況研究軌跡優(yōu)化方法，最終獲得完整的汽車車身干涉區(qū)優(yōu)化軌跡。
　　第四部分研究了一種基于遺傳算法的汽車干涉區(qū)曲面噴涂機(jī)器人軌跡優(yōu)化方法。將復(fù)雜的干涉區(qū)曲面進(jìn)行分片后，在每一片上進(jìn)行路徑規(guī)劃，而分片將導(dǎo)致噴涂路徑的分離，因此需要解決噴涂路徑組合問題，這將涉及到所有路徑組合順序，而優(yōu)化組合的目