[发明专利]非规则多面体上的喷涂机器人喷枪轨迹优化方法

权利要求书

1.一种非规则多面体上的喷涂机器人喷枪轨迹优化方法，其特征在于将多面体工件的CAD数据输入GID软件，通过GID网格图形输出功能对多面体的每个面进行三角划分，计算每个三角面的法向量，按照相邻三角面之间拓扑结构连接生成若干个较大的片，建立“长方体模型”并生成多面体每个面上的喷涂路径；以实际涂层厚度与理想涂层厚度方差为目标函数，在非规则多面体的每个面上采用黄金分割法求解涂层重叠区域宽度的最优值；为提高喷涂效率，利用无方向的连接图表示曲面上的喷枪轨迹优化组合，并采用改进的粒子群算法进行求解。

2.根据权利1所述的非规则多面体上的喷涂机器人喷枪轨迹优化方法，其特征在于：所述生成喷枪路径的方法如下：首先沿垂直于“长方体模型”右侧方向作若干个距离为l的切平面，即得到切平面与曲面片的若干段相交线；然后再在相交线上平均地作出距离为d的一组点；最后将这些点沿“长方体模型”右侧方向连接起来，从而生成喷枪空间路径，其中l取R/2～R，R为喷枪喷涂半径，d即为两条喷涂路径之间的距离，该距离的大小可人为设定或通过优化计算得出。

3.根据权利1所述的非规则多面体上的喷涂机器人喷枪轨迹优化方法，其特征在于：所述利用无方向的连接图表示曲面上的喷枪轨迹优化组合的方法如下：用一个无方向的连接图G(V，E，R，ω：E→Z⁺)表示喷枪轨迹优化组合，其中V表示顶点集，E表示边集，R表示E的任意一个子集，ω表示边的权即实际喷枪轨迹的长度，在无方向的连接图G中求出一条经过所有边且只经过一次的具有最短距离的回路；M＝{d_ij}是由图G中不在同一条边上的顶点i和顶点j之间的最短轨迹所组成的集合，i，j＝1，2，...，n，n为多面体面的个数。

4.根据权利1和权利3所述的非规则多面体上的喷涂机器人喷枪轨迹优化方法，其特征在于，采用改进的粒子群算法进行求解的方法如下：

Step1初始化：初始化粒子位置i＝1，2，...，m；初始化每个粒子的速度i＝1，2，...，m；选择速度最大阈值ε和最大迭代次数N_max，迭代次数k＝0；

Step2测量每个粒子的适应值表示为令

Step3迭代次数k←k+1；更新速度更新位置

Step4测量z_i的适应值，表示为取更新和

Step5若且k＜N_max，则跳转到Step3；若k≥N_max，循环停止，输出计算结果。