一种自动化喷涂系统集成喷涂工艺的喷涂路径规划算法

摘要

本发明涉及一种自动化喷涂系统集成喷涂工艺的喷涂路径规划算法，其步骤：导入已生成的待喷涂零件三维模型，并导入该三维模型；读取STL格式数学模型的三角面片信息，并显示待喷涂零件的三维模型；判断待喷涂零件特征，根据集成的工艺原理自动给出扫描平面的扫描方向、起始位置和扫描间距，生成一簇等间距的扫描平面；计算得到扫描平面与各三角面片的相交线段，顺序连接得到轨迹线条形成喷涂轨迹；判断零件特征和喷枪类型自动给出喷枪到喷涂表面的距离；获得喷枪中心位置的轨迹；判断待喷涂零件特征，根据集成的工艺原理自动给出喷涂表面上的移动速度；计算喷枪沿喷枪中心位置轨迹的运动速度；生成喷涂作业数控指令，完成轨迹规划。

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化喷涂系统领域，特别是关于一种适用于自动化喷涂系统集成喷涂工艺的喷涂路径规划算法。

背景技术

复杂曲面零件的表面自动化喷涂作业，为了保证喷涂质量，提升喷涂效率效率，实现喷涂自动化，需要研制开发适用于自动化喷涂系统的轨迹规划算法。

喷涂机器人的路径规划以往大多采用人工轨迹规划方法，根据人工喷涂轨迹来示教，凭借工人经验和大量实验获得，喷涂效果很大程度上依赖于工人的水平，较难达到很高的喷涂质量，难以满足复杂零件的喷涂需要；或者人工从喷涂表面上采点，花费时间长，效率低下。目前自动化路径规划方法，大多适用于基于参数化曲面喷涂，不适合于复杂自由曲面喷涂。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种自动化喷涂系统集成喷涂工艺的喷涂路径规划算法，能保证喷涂质量，有效提升喷涂效率，缩短喷涂路径规划时间。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种自动化喷涂系统集成喷涂工艺的喷涂路径规划算法，其特征在于，该算法包括以下步骤：1)导入已生成的待喷涂零件的三维STL模型，在导入时判断该三维STL模型是二进制格式还是ASCII格式，并导入该三维模型，导入成功进入下一步，反之重新导入待喷涂零件三维模型；2)读取三维STL模型的三角面片信息，保存三角面片的点面信息和法向量信息，并显示待喷涂零件的三维模型；3)判断待喷涂零件特征，根据现有集成的工艺原理自动给出扫描平面的扫描方向、起始位置和扫描间距，在此基础上自动生成一簇等间距的扫描平面；4)将扫描平面与各三角面片相交，计算得到扫描平面与各三角面片的相交线段，将同一扫描平面下的相交线段按顺序连接得到轨迹线条，形成待喷涂零件表面上喷涂轨迹；5)判断零件特征和喷枪类型，根据集成的工艺原理自动给出喷枪到喷涂表面的距离；6)待喷涂零件表面上喷涂轨迹沿步骤2)中的法向量方向偏置步骤5)中的距离，得到喷枪中心位置的轨迹，喷枪姿态与法向量的方向一致；7)判断待喷涂零件特征，根据集成的工艺原理自动给出喷涂表面上的移动速度；8)根据步骤7)中的移动速度，计算喷枪沿喷枪中心位置轨迹的运动速度；9)根据喷涂机器人具体拓扑结构和尺寸，执行后置处理，生成喷涂作业数控指令，完成轨迹规划。

进一步，所述步骤5)中，喷枪到喷涂表面的距离能根据实际需求进行修改。

进一步，所述步骤7)中，喷涂表面上的移动速度能根据实际需求进行修改。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明能够有效地完成自由复杂曲面喷涂轨迹规划，具有交互式，可视化，规划速度快，可方便实现喷涂轨迹规划过程中喷涂工艺集成特点，能够显著提升喷涂效率。本发明可以广泛在自动化喷涂系统领域中应用。

附图说明

图1是本发明的整体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种自动化喷涂系统集成喷涂工艺的喷涂路径规划算法，其包括以下步骤：

1)导入已生成的待喷涂零件的三维STL模型，在导入时判断该三维STL模型是二进制格式还是ASCII格式，并导入该三维模型，导入成功进入下一步，反之重新导入待喷涂零件三维模型；

2)读取三维STL模型的三角面片信息，保存三角面片的点面信息和法向量信息，并显示待喷涂零件的三维模型；

3)判断待喷涂零件特征，根据现有集成的工艺原理自动给出扫描平面的扫描方向、起始位置和扫描间距，在此基础上，自动生成一簇等间距的扫描平面；

4)将扫描平面与各三角面片相交，得到扫描平面与各三角面片的相交线段，将同一扫描平面下的相交线段按顺序连接得到轨迹线条，形成待喷涂零件表面上喷涂轨迹；

5)判断零件特征和喷枪类型，根据集成的工艺原理自动给出喷枪到喷涂表面的距离；该距离还可以根据实际需求进行修改；

6)待喷涂零件表面上喷涂轨迹沿步骤2)中的法向量方向偏置步骤5)中的距离，得到喷枪中心位置的轨迹，喷枪姿态与法向量的方向一致；

7)判断待喷涂零件特征，根据集成的工艺原理自动给出喷涂表面上的移动速度；其中，该移动速度还可以根据实际需求进行修改；

8)根据步骤7)中的移动速度，计算喷枪沿喷枪中心位置轨迹的运动速度；

9)根据喷涂机器人具体拓扑结构和尺寸，执行后置处理，生成喷涂作业数控指令，完成轨迹规划。

上述各步骤中，扫描平面的扫描方向、起始位置和扫描间距，喷枪与喷涂零件表面的距离，喷涂表面上的移动速度都是依据系统集成的工艺原理自动分析给出的，用户可以根据实际需求对上述参数进行修改。

上述各步骤中，也可以人为根据不同零件设置扫描平面的扫描方向、起始位置和扫描间距，喷枪与喷涂零件表面的距离，喷涂表面上的移动速度等基本喷涂参数，其中扫描平面的扫描方向和起始位置决定了喷枪起始方向，包括喷枪姿态和移动方向。

综上所述，本发明在使用时，根据实际应用要求，能够有效地完成对复杂自由曲面喷涂轨迹进行交互式规划和可视化仿真。上述各实施例仅用于说明本发明，待喷涂零件的结构、尺寸、初始位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。