基于新型离线轨迹生成方法的机器人涂装

基于新型离线轨迹生成方法的机器人涂装

刊名：Progress in Organic Coatings（英）

刊期：2015年第86期

作者：Mayur V.Andulkar

编译：王亮

提出了一种新的集成离线编程方法，以完成汽车涂装工件表面上的自动机器人轨迹生成。基于计算机辅助设计，以集成方式生成各部分模型、工具模型、约束及优化后的轨迹。该方法侧重于将涂装工件表面离散分成几个部分，同步轨迹生成机器人只需考虑表面的局部几何特性及其对全局的影响。本研究针对机器人轨迹生成，以完成自由零部件表面的油漆喷涂，同时使油漆层的厚度最小，并提出了有效且具有鲁棒性的算法用于汽车零部件的加工。测试表面的仿真和试验结果表明，该方法在处理复杂零部件几何面和涂装中是灵活有效的。

自由曲面的自动离线轨迹生成方法是机器人喷涂一种重要目标。该方法基于自由曲面三角形模型，以一种集成方式生成轨迹，讨论了参数对喷漆厚度和轨迹生成的影响。在汽车涂装工件表面仿真结果表明，该方法具有一定的灵活性以满足不同喷涂分布模式。本文采用了汽车涂装工件简单平面和高度弯曲表面进行了试验验证，与现有的方法相比，所提出方法对于简单和复杂表面均有效。为在复杂表面喷漆，该方法对油漆重叠距离和喷漆速度进行了优化。而优化喷枪距离也是一种提高喷涂性能的方法。在该方法中，由于没有考虑油漆损耗，因此为了减少表面凹槽或不连续性的油漆损耗，将涂装工件表面分割成几何较小模块，利用所提出的算法生成每一部分的轨迹，然后将所得的轨迹合成，以获得整体的喷枪轨迹。

确定喷枪轨迹的关键是为了达到涂装工件理想的涂料厚度和均匀性。喷枪轨迹规划是一项复杂的工作，涉及到多个参数如零件的几何形状、喷枪模型或工具模型、喷涂速度及约束、周期时间、油漆废料、所需的油漆厚度、涂料厚度变化等。机器人轨迹生成法简单实用，但是由于产品生产周期短、批量小、更新快及库存限制，因此使得该方法成本较高。