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噴涂機(jī)器人漆膜厚度的控制與優(yōu)化

2019-07-12(4034)次瀏覽

噴涂機(jī)器人漆膜厚度分布在生產(chǎn)應(yīng)用中現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題。針對(duì)軸對(duì)稱工藝品噴漆工藝過(guò)程進(jìn)行了介紹，分析了漆料霧化機(jī)理，成膜過(guò)程以及在成膜過(guò)程中一些影響噴漆結(jié)果的因素。對(duì)比國(guó)內(nèi)外這一領(lǐng)域內(nèi)所采用的主要建模方法以及工藝過(guò)程，并且針對(duì)當(dāng)前存在的一些問(wèn)題，如曲面噴涂不理想，重疊度的確定等問(wèn)題進(jìn)行了分析。針對(duì)軸對(duì)稱工藝品，通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)提出了軸對(duì)稱工藝品漆膜厚度分布的數(shù)學(xué)模型。將噴漆過(guò)程分為單道噴涂，多道噴涂和大曲率表面噴涂等多種情況進(jìn)行分析。

噴涂機(jī)器人

針對(duì)噴涂機(jī)器人的噴漆工藝生產(chǎn)需要提出的漆膜厚度分布數(shù)學(xué)模型，克服了其他模型只能用于平面噴涂的局限性。從工藝品模具外輪廓ＣＡＤ文件中提取樣條曲線并等分，得到仿真程序的外輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)組。在噴幅端點(diǎn)之間取弦，確定噴涂機(jī)器人噴槍的位置，生產(chǎn)配方。對(duì)弦的兩個(gè)斷點(diǎn)之間的這些點(diǎn)，根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的漆膜厚度。應(yīng)用ＭＡＴＬＡＢ編寫程序，對(duì)漆膜厚度分布進(jìn)行仿真，對(duì)不同的重疊度下的漆膜厚度進(jìn)行比較，后總結(jié)出影響重疊度均勻程度的主要因素。后引入了滿意度理論這一概念，用滿意度理論來(lái)評(píng)價(jià)文中提出的優(yōu)化方法。給出滿意度函數(shù)值和重疊度之間的關(guān)系，求出了滿足生產(chǎn)需求的漆膜厚度的滿意解。

噴涂機(jī)器人實(shí)際噴漆生產(chǎn)中的噴涂產(chǎn)品的外形往往是復(fù)雜的不規(guī)則的自由曲面，而我們對(duì)漆膜厚度模型的研究大部分是基于產(chǎn)品表面為平面的情況下進(jìn)行的。所以噴涂機(jī)器人系統(tǒng)中軌跡規(guī)劃所用到的漆膜厚度模型也要適用在不規(guī)則曲面上。在之前的研究中的多數(shù)漆膜厚度是在無(wú)干涉狀況下取得的。即為理想狀況下的漆膜厚度簡(jiǎn)化模型。沒(méi)有考慮濕度溫度，油漆的附著力和噴槍的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等邊緣因素得影響。

為了保證噴涂機(jī)器人的噴漆系統(tǒng)中數(shù)學(xué)建模時(shí)所采用的模型的準(zhǔn)確性，這就需要在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)膜厚度模型開展進(jìn)一步的研究。獲取建模實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，如果不能對(duì)漆膜厚度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，就會(huì)導(dǎo)致在應(yīng)用于噴槍軌優(yōu)化劃時(shí)還需要修正。比如由于壓縮空氣和噴槍油漆吐出量不穩(wěn)定等造成的漆膜厚度不穩(wěn)定，以致造成模型的精度不可靠。所以在考慮諸多因素的情況下，還要確保膜厚控制的穩(wěn)定性。盡量確保實(shí)驗(yàn)中的油漆成膜均勻都沒(méi)有缺陷。否則只注重多因素條件卻忽略了漆膜的良好可用性，必然會(huì)使噴漆機(jī)器人系統(tǒng)的軌跡優(yōu)化失真。

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