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基于虚拟现实的喷漆机器人喷枪工作轨迹优化系统
发布时间:2017-09-07        浏览次数:386        返回列表
 1.应用现状

    自从20世纪60年代初人类创造了第一台工业机器人,在短短40多年的时间中,机器人技术得到迅速发展。在我国,工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业,主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。对于汽车产品,其表面的喷漆效果好坏对质量有非常大的影响。喷漆作业中采用喷漆机器人,可以明显提高喷质量和材料使用率,仿形喷涂轨迹精确,提高涂膜的均匀性,降低过喷涂量和清洗剂的用量,提高材料利用率,并提高劳动生产效率,避免了过去人工喷漆时人接触有毒性的涂料而造成急性或慢性中毒。因此,喷漆机器人在制造业中的应用越来得到人们的重视。早期的喷漆机器人是“示教再现”型的。即由操作人员“手把手”地直接握住安装在机器人腕部的喷枪,操作一次喷漆全过程,机器人控制器记忆示教操作顺序,在作业中重复再现操作动作。其最大的缺点是当物体形状变得复杂和涂层容许偏差要求严格时,示教机器人的优化路径对人来讲是非常困难的。

   近年来,人们对喷枪轨迹的优化问题进行了较为广泛的讨论,提出以工件件表面上每点的漆膜厚度的变化最小(得到较为均匀的漆膜涂层)为目标的优化方法,使喷漆机器人离线编程技术进一步实用化。本文介绍如何利用喷漆机器人离线编程方法,使计算机自动寻找出能产生最佳喷涂效果的喷枪运动轨迹,再将这条轨迹转换成机器人的运动程序,以解决目前汽车自动喷漆存在的问题

2.喷漆机器人喷枪工作系统优化

⑴系统功能及工作流程
①系统功能
    本系统旨在实现如何通过在将工件由CAD 系统中转换到三维虚拟仿真系统里,进行对喷漆机器人的工作运动进行离线编程,寻找在工件表面涂层厚度达到一定指标,并且保持涂层厚度均匀的前提下,喷枪在工件表面移动时的优化轨迹(简称
OTPP)。
②系统工作流程
    本系统工作流程主要有:在CAD软件中完成工件的三维设计;将工件的三维数据模型转换成特定的、系统可导人的数据格式文件;将工件的三维数据文件到人到三维虚拟仿真系统中;将工件的三维模型调整到喷枪运动路径范围内;设置喷枪的工作参数,包括喷炬、喷距、喷量等;根据喷枪的工作参数,设置喷枪在平面内的运动轨迹;系统自动生成优化的喷枪运动轨迹;将优化生成后的喷枪运动轨迹输人到机器人系统等。系统工作流程下图。

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 ⑵工艺轨迹规划与生成
    喷枪工艺轨迹规划生成的目标是建立一条能够使工件表面除层厚度差异达到最小时的喷枪轨迹。如何使喷枪在被喷工件表面最优化移动的问题,优化过程可以先根据所提出的最优化问题,建立其数学模型,确定变量,列出约束条件和目标函数,对然后对所建立的模型进行其体分析,选择合适的求解方法。

 


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