木材噴涂機(jī)器人的軌跡及噴涂程序自動(dòng)生成系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)4.0階段先進(jìn)制造的重要支撐裝備，世界主要的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)把應(yīng)用機(jī)器人提升到國(guó)家戰(zhàn)略。2015年5月8日，中國(guó)國(guó)務(wù)院正式印發(fā)《中國(guó)制造2025》，成為中國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。機(jī)器人作為智能制造裝備的重要組成部分，迎來(lái)了其戰(zhàn)略性的發(fā)展契機(jī)。在木材加工行業(yè)，噴涂是加工過(guò)程中重要的工藝之一。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展與成熟，噴涂機(jī)器人廣泛用于木材加工行業(yè)，但是目前木材噴漆機(jī)器人常用機(jī)器人軌跡生成方法有：人工示教

2、法和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)編程方式。這兩種方法生成軌跡都需要花費(fèi)較多的時(shí)間，而且不利于頻繁切換工件規(guī)格的加工場(chǎng)合。
　　自動(dòng)工藝軌跡生成能幫助軌跡編程人員縮短編程時(shí)間，實(shí)現(xiàn)提高噴涂質(zhì)量、降低材料消耗、減少加工時(shí)間等目標(biāo)。根據(jù)工件輪廓自動(dòng)生成噴涂程序的G代碼能大大的節(jié)省人力物力，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
　　本課題主要研究了軌跡及噴涂程序自動(dòng)生成系統(tǒng)；通過(guò)攝像機(jī)采集工件輪廓并生成圖像，對(duì)采集的工件圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理、邊緣分割、直線和曲線擬合，生

3、成擬合后的輪廓，然后根據(jù)擬合的圖形識(shí)別工件的類型和參數(shù)；將識(shí)別出的工件類型結(jié)合預(yù)定義的參數(shù)列表生成噴涂路徑（本方案采用的是增量式噴涂路徑生成方法）；根據(jù)生成的噴槍路徑和相應(yīng)類型工件的工藝要求，利用轉(zhuǎn)換算法，將噴槍軌跡自動(dòng)生成噴涂機(jī)器人的執(zhí)行指令 G代碼。并根據(jù)功能搭建涂機(jī)器人 G代碼生成系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)。
　　本課題的主要工作如下：
　　（1）通過(guò)分析和處理攝像機(jī)采集的數(shù)據(jù)并生成待加工工件輪廓。對(duì)攝像機(jī)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理，

4、然后對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合與轉(zhuǎn)換生成BMP圖。接著對(duì)圖像進(jìn)行邊緣分割，用最小二乘法對(duì)分割的圖像進(jìn)行直線擬合和圓弧擬合；把圖像中工件的直線和圓弧找出；最后生成待加工工件的輪廓。
　?。?）通過(guò)定義待加工工件的類型，建立待加工工件類型庫(kù)。用上一步識(shí)別出的待加工工件輪廓與已知類型庫(kù)對(duì)比。識(shí)別出待加工工件的類型并補(bǔ)充工件的厚度等參數(shù)和加工工藝等信息。并根據(jù)工件的特征，對(duì)各個(gè)面分成上面板、外面板、內(nèi)面板三類；并生成對(duì)應(yīng)的預(yù)定義列表。

5、　?。?）通過(guò)分析增量式噴涂路徑生成的原理和方法，針對(duì)不同的待加工工件的特點(diǎn)，分成了三類加工面路徑生成類，即上面板噴涂路徑生成、外面板噴涂路徑生成、內(nèi)面板噴涂路徑生成；設(shè)計(jì)了三種類噴涂路徑的生成方法和流程。同時(shí)，設(shè)計(jì)了待加工工件的預(yù)定義列表及與之配合的加工參數(shù)列表；基于噴涂機(jī)器人底層數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)有 G代碼的定義實(shí)現(xiàn)待加工工件噴涂路徑到噴槍路徑再到加工 G代碼的轉(zhuǎn)換。最終將 G代碼傳輸給噴涂機(jī)器人底層數(shù)控系統(tǒng)，由其控制機(jī)器人完成相應(yīng)動(dòng)作。<