木材噴涂機器人的軌跡及噴涂程序自動生成系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機器人是工業(yè)4.0階段先進制造的重要支撐裝備，世界主要的工業(yè)發(fā)達國家都已經(jīng)把應(yīng)用機器人提升到國家戰(zhàn)略。2015年5月8日，中國國務(wù)院正式印發(fā)《中國制造2025》，成為中國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。機器人作為智能制造裝備的重要組成部分，迎來了其戰(zhàn)略性的發(fā)展契機。在木材加工行業(yè)，噴涂是加工過程中重要的工藝之一。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展與成熟，噴涂機器人廣泛用于木材加工行業(yè)，但是目前木材噴漆機器人常用機器人軌跡生成方法有：人工示教

2、法和點對點編程方式。這兩種方法生成軌跡都需要花費較多的時間，而且不利于頻繁切換工件規(guī)格的加工場合。
　　自動工藝軌跡生成能幫助軌跡編程人員縮短編程時間，實現(xiàn)提高噴涂質(zhì)量、降低材料消耗、減少加工時間等目標。根據(jù)工件輪廓自動生成噴涂程序的G代碼能大大的節(jié)省人力物力，具有較大的經(jīng)濟效益。
　　本課題主要研究了軌跡及噴涂程序自動生成系統(tǒng)；通過攝像機采集工件輪廓并生成圖像，對采集的工件圖片數(shù)據(jù)進行降噪處理、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)擬合的圖形識別工件的類型和參數(shù)；將識別出的工件類型結(jié)合預定義的參數(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，將噴槍軌跡自動生成噴涂機器人的執(zhí)行指令 G代碼。并根據(jù)功能搭建涂機器人 G代碼生成系統(tǒng)模擬測試平臺。
　　本課題的主要工作如下：
　?。?）通過分析和處理攝像機采集的數(shù)據(jù)并生成待加工工件輪廓。對攝像機采集數(shù)據(jù)進行降噪處理，

4、然后對處理后的數(shù)據(jù)進行組合與轉(zhuǎn)換生成BMP圖。接著對圖像進行邊緣分割，用最小二乘法對分割的圖像進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。
　　（2）通過定義待加工工件的類型，建立待加工工件類型庫。用上一步識別出的待加工工件輪廓與已知類型庫對比。識別出待加工工件的類型并補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，對各個面分成上面板、外面板、內(nèi)面板三類；并生成對應(yīng)的預定義列表。

5、　　（3）通過分析增量式噴涂路徑生成的原理和方法，針對不同的待加工工件的特點，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)計了三種類噴涂路徑的生成方法和流程。同時，設(shè)計了待加工工件的預定義列表及與之配合的加工參數(shù)列表；基于噴涂機器人底層數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)有 G代碼的定義實現(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代碼傳輸給噴涂機器人底層數(shù)控系統(tǒng)，由其控制機器人完成相應(yīng)動作。<