针对风机叶片机器人喷涂的涂层均匀性和喷涂效率优化问题,基于风机叶片的STL模型,提出一种风机叶片分片喷涂轨迹优化方法。首先,根据机器人运动空间和喷涂表面曲率对涂层厚度误差的影响规律,建立叶片表面的分片算法。然后,以涂层厚度方差最小和喷涂时间最短为目标,建立涂层均匀性和喷涂效率的多目标优化模型,并采用改进的多目标袋獾算法对喷涂轨迹参数进行求解。试验结果表明提出的分片算法获得的分片数比传统方法至少减少45%,改进的多目标袋獾算法的搜索成功率比改进前提升了9.4%,经优化,涂层均匀性提升33.2%,喷涂效率提升16.4%。

针对人工检测PVC涂胶膜,导致进行检测PVC涂胶膜使用性能缺陷效率低、精准度差的问题,提出了一套自动检测PVC涂胶膜的系统,基于视觉检测原理,选取相机型号、镜头类型和光源方式,然后采用边缘提取法对采集图像进行分析,并在此基础上,提出了基于UBC大数据分析开发PVC涂胶膜缺陷直观折线图和人机交互界面的方法。PVC涂胶膜缺陷检测实验结果表明将UBC大数据应用在PVC涂胶膜检测技术中,可以有效的解决缺陷检测效率低和精准度差的问题。

喷涂轨迹的路径规划技术是喷涂机器人应用研究的关键点。针对人工示教编程中机械示教装置使用的局限性,即示教操作不便,示教空间范围受限等,提出一种基于双目视觉的人工喷涂轨迹示教编程系统方法。首先,在示教喷枪进行色球安装预处理;接着,双目视觉位姿跟踪系统利用色球识别方案,分别计算色球的坐标位置与喷枪的位姿信息,捕获喷枪实时运动的位姿数据;最后,依据人工示教喷涂系统的工作流程,在喷涂模拟生产线上进行复现测试。结果表明示教板与复现板的最大偏差最大为8.5μm,人工轨迹编程方法的喷涂复现能力符合某生产企业的预期技术要求。验证了所提方法的有效性。

针对中小型企业在喷涂作业方面有多品种、小批量、编程要求低等需求,提出一种嵌入式六关节喷涂机器人控制系统的设计方案。该系统以OMAP-L138双核处理器为核心搭建了硬件平台,采用模块化编程的方式进行软件开发。系统中ARM负责文件和指令的传输、处理等非实时任务,DSP用于处理特征点提取、曲线拟合和插补等实时任务,通过DSPLINK开发双核通信模块,用于ARM和DSP之间的双核通信,完成六关节喷涂机器人控制系统的设计与开发。系统实现了对六轴伺服的运动控制,并且具有手把手示教编程的功能。经过实际运行情况可知,系统较好地完成喷涂作业,达到预期要求。

针对圆锥面的涂层厚度均匀性优化问题,基于一种抛物线的静态喷涂模型,提出基于圆截线的等间距喷涂路径生成方法,并建立喷枪沿圆弧路径动态喷涂的涂层厚度分布模型,以两相邻喷涂轨迹间涂层厚度方差最小为优化目标函数,对喷涂轨迹上的喷涂速率和喷涂高度进行了优化。最后在Robotstudio软件中对机器人喷涂进行仿真,并对喷涂后的涂层厚度均匀性进行数值模拟,结果表明本文提出方法的有效性和可行性,且同时优化喷涂速率和喷涂高度获得涂层厚度均匀性比单独优化喷涂速率的要好。

自动化喷涂机器人是可进行自动喷涂的工业机器人,喷涂机器人主要由喷涂机器人本体,计算机和相应的控制系统组成,液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源,如油泵、油箱和电机等。多采用采用5轴或者6轴自由关节式结构,手臂有较大的运动空间,并可做复杂的轨迹运动,其腕部一般有2~3个自由度,可灵活运动。

为了能够快速处理DURR喷涂机器人LCC快速换色系统的常见故障,深入分析了相关元件的工作原理,并结合现场实际经验,从3个方面总结了定位超时故障的处理流程,能够有效并快速地解决换色系统问题,将故障引起的平均停台时间由2 h/次降低至30 min/次以内,同时可为解决系统其它衍生故障提供参考和借鉴。

针对通用编程示教喷涂机器人编程复杂、不适用于产品快速变更的生产需求的问题,设计了拖动示教喷涂机器人,并对运动数据进行优化。提出机构设计方案,对重要机构的平衡进行了分析与计算。对人工拖动喷涂机器人运动时由于速度不均匀造成的再现轨迹偏差失真问题,提出了动作优化的方法。通过划分优化区域,求运动轨迹的三次样条曲线,插值被代入运算。经实例证明,将优化后的动作数据重新载入拖动示教机器人处理器内,优化后的速度曲线由原来的折线变成了流畅的曲线,使得该机器人运动速度平稳,转动轨迹平滑。

喷涂机器人是工业生产机械化和智能化的代表产物之一,在我国也有了较为广泛的研究和应用基础。随着科学技术的发展和进步,工业生产方面对于喷涂机器人的运动和智能方面都提出了更高的要求,相比于传统的六轴机器人,新一代的喷涂机器人为斜交腕六自由度机器人,具有更灵活、快速和准确的运动能力,使得生产效率和准确率得到了显著提升。文章主要研究了斜交腕六自由度喷涂机器人的运动学建模和视觉补偿方式,希望通过文章的阅读,能够给喷涂机器人研发相关领域的研究工作者提供一定的帮助和启发。

在复杂曲面分片规划成若干个近似平面及每片面喷涂轨迹规划的基础上，将每个片上及片与片交界处的喷检轨迹组合规划问题转化为广义开环旅行商问题（OTSP），并采用隶属云模型蚁群算法对OTSP问题进行求解。仿真实验结果证明了该方法更佳的全局搜索性和收敛性。