[發(fā)明專利]一種針對(duì)自動(dòng)化噴涂工藝的零件涂層厚度計(jì)算和仿真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810291146.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN108549759B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏昌亞;涂鵬飛;何姍姍;毛志鋼;李振瀚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州瀚華智造智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/23;G06T17/20;G06F111/10
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

本發(fā)明公開了一種針對(duì)自動(dòng)化噴涂工藝的零件涂層厚度計(jì)算和仿真方法，包括如下步驟：步驟S1：根據(jù)噴槍噴涂模型和噴涂軌跡，對(duì)工件表面的噴涂累積厚度進(jìn)行計(jì)算；步驟S2：利用三維顯示軟件，實(shí)現(xiàn)零件表面的噴涂累積厚度可視化仿真顯示。該方法能夠根據(jù)自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)的噴槍模型和軌跡信息，對(duì)噴涂厚度進(jìn)行計(jì)算，并利用三維顯示軟件對(duì)噴涂厚度進(jìn)行精確、直觀的仿真顯示，根據(jù)仿真顯示的噴涂厚度，可以快速地進(jìn)行噴涂質(zhì)量評(píng)估以及對(duì)噴涂參數(shù)和噴涂軌跡進(jìn)行優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動(dòng)化噴涂領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)自動(dòng)化噴涂工藝的零件涂層厚度計(jì)算和仿真方法。

背景技術(shù)

隨著智能制造的不斷升級(jí)，自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用在噴涂作業(yè)中。噴涂應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和深入，工件形狀越來越復(fù)雜，對(duì)噴涂厚度和均勻性的要求也越來越高。對(duì)于自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)的噴涂質(zhì)量要求，現(xiàn)只能在實(shí)際執(zhí)行噴涂程序后，人工檢測零件表面的噴涂質(zhì)量。若存在不滿足工藝需求的區(qū)域，則需要不斷進(jìn)行軌跡調(diào)整和實(shí)際噴涂測試。而實(shí)際噴涂測試一般花費(fèi)時(shí)間較長，并且會(huì)浪費(fèi)大量涂料，造成一些不合格的產(chǎn)品。

目前，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)做了一些研究，如申請(qǐng)?zhí)枮?01010109061.3的專利公開了一種能夠?qū)姌寚娡考夹g(shù)參數(shù)進(jìn)行仿真的裝置。該裝置采用光電技術(shù)模擬實(shí)際噴涂過程，利用電磁噴槍和光電顯示屏對(duì)噴涂進(jìn)行仿真，對(duì)噴涂參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示與反饋，避免了噴涂測試時(shí)的污染浪費(fèi)。該方法只對(duì)噴涂的實(shí)驗(yàn)參數(shù)自動(dòng)化顯示，但并未對(duì)噴涂結(jié)果進(jìn)行仿真。現(xiàn)有的自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)主要集中于噴涂軌跡的產(chǎn)生，申請(qǐng)專利號(hào)為201410545717.4的專利公開了一種多參數(shù)時(shí)變機(jī)器人噴涂方法，該方法考慮了如何基于實(shí)變的噴涂參數(shù)規(guī)劃噴涂路徑，但也未具體涉及噴涂厚度仿真。

另外，本申請(qǐng)人申請(qǐng)?zhí)枮?01810273972.6的專利《一種基于球坐標(biāo)系的噴涂厚度累積速率的計(jì)算方法》公開了一種基于球坐標(biāo)系的涂料供流速率模型。在給定噴槍噴涂參數(shù)的條件下，該方法提出了噴槍在任意曲面上的涂料供流速率模型,但并未對(duì)曲面上的厚度進(jìn)行計(jì)算和仿真顯示。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)以上缺陷或改進(jìn)需求中的至少一種，為了能夠在自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)中快速高效直觀地進(jìn)行噴涂質(zhì)量評(píng)估，本發(fā)明提出一種針對(duì)自動(dòng)化噴涂工藝的零件涂層厚度計(jì)算和仿真方法，該方法能夠根據(jù)自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)的噴槍模型和軌跡信息，對(duì)噴涂厚度進(jìn)行計(jì)算，并利用三維顯示軟件對(duì)噴涂厚度進(jìn)行精確、直觀的仿真顯示，根據(jù)仿真顯示的噴涂厚度，可以快速地進(jìn)行噴涂質(zhì)量評(píng)估以及對(duì)噴涂參數(shù)和噴涂軌跡進(jìn)行優(yōu)化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種針對(duì)自動(dòng)化噴涂工藝的零件涂層厚度計(jì)算和仿真方法，包括如下步驟：

步驟S1：根據(jù)噴槍噴涂模型和噴涂軌跡，對(duì)工件表面的噴涂累積厚度進(jìn)行計(jì)算；

步驟S2：利用三維顯示軟件，實(shí)現(xiàn)零件表面的噴涂累積厚度可視化仿真顯示；其中，所述步驟S1包括如下步驟：

步驟S1.1：通過噴涂實(shí)驗(yàn)和噴涂參數(shù)建立噴槍涂料供流速率模型函數(shù)，然后采用“噴射法”建立噴槍在任意曲面上某點(diǎn)的噴涂厚度累積速率模型；

步驟S1.2：在工件表面提取噴涂厚度計(jì)算的網(wǎng)格點(diǎn)；

步驟S1.3：輸入噴槍運(yùn)動(dòng)軌跡，并將軌跡進(jìn)行離散；

步驟S1.4：根據(jù)噴槍運(yùn)動(dòng)軌跡及噴涂厚度累積速率模型，計(jì)算曲面上網(wǎng)格點(diǎn)的累積厚度；

所述步驟S2包括如下步驟：

步驟S2.1：根據(jù)不同的應(yīng)用場景需要，分別確定不同的噴涂厚度顯示模式以及每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)的厚度顯示值；

步驟S2.2：借助三維顯示軟件顯示噴涂工件模型，將待噴涂工件模型導(dǎo)入三維顯示軟件中，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)噴涂厚度的三維可視化；

步驟S2.3：將每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的厚度顯示值顯示在軟件中，對(duì)噴涂厚度進(jìn)行仿真顯示，并且對(duì)噴涂質(zhì)量進(jìn)行分析。