[发明专利]一种折弯类钣金零件机器人喷涂路径规划方法

说明书

本发明涉及一种折弯类钣金零件机器人喷涂路径规划方法，包括以下步骤：1)采用关系二叉树法将待喷涂的折弯类钣金零件分为多个面片并对面片进行排序编号，确定喷涂主方向以及各面片内的喷涂方向；2)考虑面片内的喷涂方向与面片间的过渡形式，完成每个面片沿面片内喷涂方向往复的S型路径规划，并对每个面片进行四角编码；3)并采用改进的模拟退火算法，完成多面片间路径组合优化，获得最终的最优规划路径。与现有技术相比，本发明具有快速分组编号、计算简单、提高效率、应用领域广等优点。

技术领域

本发明涉及机器人自动喷涂技术领域，尤其是涉及一种折弯类钣金零件机器人喷涂路径规划方法。

背景技术

喷涂机器人在自动喷涂生产线中占有重要的地位，机器人自动喷涂技术，在保证喷涂质量的同时，提高了机器人喷涂效率。机器人喷涂技术广泛应用于汽车，家私、塑胶、军工和船舶产品中。机器人喷涂技术降低了涂料的消耗量，提升了工厂的经济效益，并有效减少了污染物的产生。

喷涂成品表面的光整度取决于涂层厚度的均匀性，涂层过厚容易产生流挂、起皱、开裂等缺陷，涂层太薄容易出现粗糙、失光、露底等缺陷。涂层厚度取决于喷头的稳定喷射速度以及喷涂路径的合理规划，优化喷涂层层厚均匀性，减少浪费与工艺缺陷，不仅可提高产品合格率，还可节约涂料，有利于环境保护。

机器人自动喷涂路径规划方法主要包括以下几步：确定喷涂零件类型，进行喷涂零件表面分区，均匀喷涂零件涂层厚度，规划与优化机器人喷涂轨迹。机器人自动喷涂可用于具有平面或直纹曲面组成的折弯类钣金零件；喷涂零件分区是根据喷涂零件的表面形状特征，分解为简单形状的矩形面或圆柱面；规划与优化机器人喷涂轨迹，主要是保证零件的涂层厚度在公差范围内，合理设置喷头喷射效率与移动速度；选择最优路径以实现高效喷涂。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种折弯类钣金零件机器人喷涂路径规划方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种折弯类钣金零件机器人喷涂路径规划方法，包括以下步骤：

1)采用关系二叉树法将待喷涂的折弯类钣金零件分为多个面片并对面片进行排序编号，确定喷涂主方向以及各面片内的喷涂方向；

2)考虑面片内的喷涂方向与面片间的过渡形式，完成每个面片沿面片内喷涂方向往复的S型路径规划，并对每个面片进行四角编码；

3)并采用改进的模拟退火算法，完成多面片间路径组合优化，获得最终的最优规划路径。

所述的步骤1)具体包括以下步骤：

11)根据折弯类板金表面的特点，将待喷涂的折弯类钣金零件表面分为多个平面面片和直纹面片；

12)将面积最大的面片作为喷涂主面片，并且确定喷涂主面片的长边方向为喷涂主方向；

13)采用关系二叉树法建立喷涂主面片与其它喷涂面片之间的关系和排序编号；

14)根据沿较长边为喷涂方向的原则，若与喷涂主面片相邻的面片最长边与喷涂主方向一致，则此面片喷涂方向与喷涂主方向平行，否则喷涂方向与喷涂主方向垂直。

所述的步骤2)具体包括以下步骤：

21)确定喷涂面片与相邻面片边界处的过渡形式，包括双边过渡和单边过渡，当喷涂面片沿喷涂方向只有一个相邻面时，则为单边过渡，当喷涂面片沿喷涂方向有两个相邻面时，则为双边过渡；

22)由喷涂面片的过渡形式确定喷涂面片内的喷涂行数，并根据喷涂行数调整喷涂行间距和涂层厚度；

23)分别对每个面片进行四角标号，将其四角按左上、右上、左下、右下的顺序分别标号为“0、1、2、3”，并且对编号后的片内路径进行编码，具体为：