[发明专利]一种曲面喷涂轨迹规划方法

摘要

一种曲面喷涂轨迹规划方法，该方法首先生成等间距的平行扫描面，计算扫描面与三角形面片相交形成的扫描点坐标；其次基于坐标平移变换矩阵，确定出所有扫描点对应的平行段轨迹点；根据过渡段优化理论，选择合适的过渡段轨迹形式，并确定过渡段轨迹点坐标；基于复杂曲面涂层厚度分布模型，计算工件表面计算点的涂层厚度以及工件涂层的平均厚度、标准差和误差等涂层质量指标；重复上述过程直至涂层质量指标满足涂层的均匀性要求，得到优化后的喷涂轨迹。本发明有助于减小复杂曲面涂层厚度均匀性误差，对于提高零件喷涂质量具有重要作用。本发明适用于采用喷涂机器人对航空结构件等复杂自由曲面进行喷涂时的轨迹规划。

主权项

1.一种曲面喷涂轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：1)输入工件STL模型，建立工件坐标系，记录各三角形面片的顶点坐标及面片法向量n，输入包括相邻喷涂轨迹间距b、喷涂高度h、喷涂速度v、喷涂流量Q、喷涂雾锥张角α的工艺参数；2)生成等间距的平行扫描面，各扫描面与工件表面相交形成扫描线，计算扫描线与三角形面片相交形成的扫描点的坐标；3)对于每一个三角形面片，将其扫描点沿着面片法向量n的方向偏移喷涂高度h，从而确定喷涂轨迹的平行段轨迹点，且喷涂轨迹的喷枪法向量m与面片法向量n大小相等、方向相反；4)确定过渡段轨迹：计算相邻三角形面片单元夹角β，判断β和面片夹角阈值βT是否满足如下关系：β≤βT若是，则采用直线过渡段连接相邻平行段轨迹；若否，则采用下凸圆弧过渡段连接相邻平行段轨迹；5)根据过渡段轨迹形式计算轨迹点坐标和法向量，若为直线过渡段，则轨迹的喷枪法向量垂直于该直线过渡段并指向工件表面；若为下凸圆弧过渡段，则轨迹的喷枪法向量沿圆弧径向指向工件表面，按照顺序依次连接平行段轨迹点和过渡段轨迹点即得到工件的喷涂轨迹。