新型喷涂机械手控制系统开发与研究 收藏 0

喷涂是喷漆和喷塑的总称。人工喷涂操作，劳动强度大，工作环境差，对人体的伤害很大，且占用人员多，质量也不能保证，如涂层的厚度和光洁度等，成品率低，易对人力和涂料造成浪费。喷涂操作是一个有害、危险的工种，最适合机械手操作。喷涂机械手是涂装系统不可缺少的重要设备。1.主要内容：项目围绕自动喷涂控制系统展开了研究，首先分析喷涂过程中各个可控参数对喷涂作业的影响，根据实际喷涂实验数据建立喷涂模型。随后考虑喷涂过程中的约束条件，建立自由曲面上的喷涂机器人喷枪轨迹多目标优化函数，使用基于粒子群优化的方法对其进行求解，解决喷涂机器人工作效率与喷涂效果相制约的矛盾，并提出有效的的喷枪轨迹优化算法。设计了喷涂机械手控制器，并重点研究了喷涂轨迹规划问题，很好地解决了工程中的自动喷涂问题。2.技术难易程度或复杂程度项目围绕自动喷涂控制系统展开了研究，设计了喷涂机械手控制器，并重点研究了喷涂轨迹规划问题，很好地解决了工程中的自动喷涂问题。首先分析喷涂过程中各个可控参数对喷涂作业的影响，根据实际喷涂实验数据建立喷涂模型。随后考虑喷涂过程中的约束条件，建立自由曲面上的喷涂机器人喷枪轨迹多目标优化函数，使用基于粒子群优化的方法对其进行求解，解决喷涂机器人工作效率与喷涂效果相制约的矛盾，并提出有效的的喷枪轨迹优化算法。3.与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较：该项目围绕自动喷涂控制系统展开了研究，重点研究了喷涂轨迹规划问题，设计了喷涂机械手控制器，并较好地解决了工程中的自动喷涂问题。自动喷涂，尤其是对复杂零部件的自动喷涂，是一件非常有意义的工作，但是难度很大。近几年来，虽然自动喷涂有了较快的发展，但在改进工艺、提高喷涂质量等方面仍然存在较大的发展空间。与国内外同类研究、同类技术比较，该项目具有先进的技术水平和技术经济指标：(1)建立了具体的喷涂模型为了确定喷涂模型中的参数，通过实际测量，并进行了分析计算，获得详细的模型参数，完善了喷涂模型。(2)多目标优化喷涂机械手轨迹优化是一个多目标优化问题。选取时间和涂层厚度作为优化目标，满足指定平均涂层厚度，求涂层厚度变化最小和喷涂时间最短。建立多目标优化模型。(3)完成了喷涂机械手自动规划器的设计综合考虑喷涂质量和效率，采用粒子群优化算法对喷涂过程进行了优化，完成了关节空间和直角坐标空间(即作业空间)内的轨迹规划。(4)应用效果：应用结果表明采用粒子群优化算法收敛速度快，并能有效减少喷涂作业的时间，与国内外主要使用的线性加权和法、极大极小法、理想点法等方法的优化结果相比，该方法喷涂时间短，喷涂平均厚度均匀，喷涂效果更好。该项目研究成果实现了喷涂轨迹优化，使涂层厚度变化最小，喷涂所用时间最少。可应用于对汽车、家用电器及其零部件、消费类电子产品以及其他各种自由曲面外观产品的喷涂作业。具有很好的经济和社会效益。