基于新型離線軌跡生成方法的機器人涂裝

基于新型離線軌跡生成方法的機器人涂裝

刊名：Progress in Organic Coatings（英）

刊期：2015年第86期

作者：Mayur V.Andulkar

編譯：王亮

提出了一種新的集成離線編程方法，以完成汽車涂裝工件表面上的自動機器人軌跡生成。基于計算機輔助設計，以集成方式生成各部分模型、工具模型、約束及優化后的軌跡。該方法側重于將涂裝工件表面離散分成幾個部分，同步軌跡生成機器人只需考慮表面的局部幾何特性及其對全局的影響。本研究針對機器人軌跡生成，以完成自由零部件表面的油漆噴涂，同時使油漆層的厚度最小，并提出了有效且具有魯棒性的算法用于汽車零部件的加工。測試表面的仿真和試驗結果表明，該方法在處理復雜零部件幾何面和涂裝中是靈活有效的。

自由曲面的自動離線軌跡生成方法是機器人噴涂一種重要目標。該方法基于自由曲面三角形模型，以一種集成方式生成軌跡，討論了參數對噴漆厚度和軌跡生成的影響。在汽車涂裝工件表面仿真結果表明，該方法具有一定的靈活性以滿足不同噴涂分布模式。本文采用了汽車涂裝工件簡單平面和高度彎曲表面進行了試驗驗證，與現有的方法相比，所提出方法對于簡單和復雜表面均有效。為在復雜表面噴漆，該方法對油漆重疊距離和噴漆速度進行了優化。而優化噴槍距離也是一種提高噴涂性能的方法。在該方法中，由于沒有考慮油漆損耗，因此為了減少表面凹槽或不連續性的油漆損耗，將涂裝工件表面分割成幾何較小模塊，利用所提出的算法生成每一部分的軌跡，然后將所得的軌跡合成，以獲得整體的噴槍軌跡。

確定噴槍軌跡的關鍵是為了達到涂裝工件理想的涂料厚度和均勻性。噴槍軌跡規劃是一項復雜的工作，涉及到多個參數如零件的幾何形狀、噴槍模型或工具模型、噴涂速度及約束、周期時間、油漆廢料、所需的油漆厚度、涂料厚度變化等。機器人軌跡生成法簡單實用，但是由于產品生產周期短、批量小、更新快及庫存限制，因此使得該方法成本較高。