噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化研究.pdf

1、本文主要由以下幾個部分構(gòu)成： 第一部分首先介紹了噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化的研究背景、意義、發(fā)展歷程、噴涂機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)、軌跡優(yōu)化研究概況與現(xiàn)階段存在的問題以及本文做的主要工作。 第二部分提出了平面和規(guī)則曲面上噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化方法。在寫出平面或規(guī)則曲面的函數(shù)表達(dá)式后，利用已有的涂層累積速率數(shù)學(xué)模型，以采樣點上的涂層厚度方差最小為優(yōu)化目標(biāo)，對沿指定空間路徑的噴槍軌跡優(yōu)化問題進(jìn)行研究，并將該問題轉(zhuǎn)化為無約束優(yōu)

2、化問題，采用差分?jǐn)M牛頓法進(jìn)行求解。 第三部分研究了自由曲面上噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化問題。由于現(xiàn)有涂層累積速率模型表達(dá)式過于復(fù)雜，故采用實驗方法建立了表達(dá)式較簡單的涂層累積速率模型后，通過分析噴涂過程中各個可控參數(shù)對噴涂效果的影響，建立自由曲面上涂層厚度數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上生成噴涂機(jī)器人噴槍空間路徑，得出噴槍軌跡優(yōu)化設(shè)計是帶約束條件的多目標(biāo)優(yōu)化問題，并選取時間最小和涂層厚度方差最小作為目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用帶權(quán)無窮范數(shù)理想點法進(jìn)行求解。

3、 第四部分研究了復(fù)雜曲面上噴涂機(jī)器人噴槍軌跡優(yōu)化問題。對復(fù)雜曲面進(jìn)行噴涂作業(yè)時，按照曲面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立評價函數(shù)，以此函數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，對曲面進(jìn)行分片，并在每一片上進(jìn)行軌跡設(shè)計；為保證曲面上涂層厚度的均勻性，按照兩片交界處噴槍路徑的位置關(guān)系分三種情況討論涂層厚度的計算方法和噴槍軌跡優(yōu)化問題；最后采用遺傳算法對每片上的噴槍軌跡進(jìn)行優(yōu)化組合，從而實現(xiàn)大面積復(fù)雜曲面上的自動軌跡優(yōu)化。本文對主要的設(shè)計方案進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明，本文提出的