[發(fā)明專利]一種燃?xì)廨啓C部件曲面噴涂軌跡算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810529774.1
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108748145B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃澤恩
• 申請（專利權(quán)）人: 華瑞（江蘇）燃機服務(wù)有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種燃?xì)廨啓C部件曲面噴涂軌跡算法，所述曲面噴涂軌跡算法包括以下步驟：初始分區(qū)所有軌跡點的噴槍與部件的距離為最優(yōu)狀態(tài)；再通過算法將初始分割的曲面按最優(yōu)噴涂間距分割成更多的噴涂區(qū)域，形成所有的噴涂軌跡點；通過空間插補算法計算出這些軌跡點的坐標(biāo)以及姿態(tài)旋轉(zhuǎn)信息，以確保在軌跡點空間坐標(biāo)正確，最后機器人通過算法計算出的信息依次行走這些軌跡點，來完成噴涂；噴涂的層與層之間所有軌跡偏移1/2軌跡間距，以保證涂層層與層之間波峰、波谷被更好地覆蓋；本發(fā)明通過一種燃?xì)廨啓C部件曲面噴涂軌跡算法，防止機器人與工件碰撞，提高噴涂效率，并不會對部件造成損傷，提高噴涂的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機器人噴涂領(lǐng)域，具體涉及一種燃?xì)廨啓C部件曲面噴涂軌跡算法。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C的部件在非常惡劣條件下工作，它們長期暴露在超高溫、蠕變、腐蝕氧化、高周疲勞等環(huán)境下，如果沒有適當(dāng)?shù)闹委?零件會很快磨損，在某些情況下，它們在使用中只能持續(xù)幾秒鐘。在零件表面噴涂合適的涂層可以用來顯著減少磨損,從而使部件能夠在各種惡劣環(huán)境下使用更長的時間；噴涂根據(jù)涂層在部件上的位置分為擴散涂層和表面涂層，擴散涂層時將涂層滲透到部件內(nèi)部，而表面涂層是將涂層噴涂到部件的表面以達(dá)到防護(hù)的作用，本技術(shù)主要應(yīng)用于表面涂層；涂層的厚度是涂層的各項質(zhì)量參數(shù)中比較重要的一項，如果涂層過厚會容易破裂，過薄又無法起到保護(hù)的作用；現(xiàn)在一般表面噴涂都是使用噴涂設(shè)備搭載6軸關(guān)節(jié)機器人進(jìn)行全自動噴涂，機器人自動噴涂不但可以保證作業(yè)人員的人身安全，對噴涂后涂層的質(zhì)量和重復(fù)性也有保證。機器人噴涂軌跡的算法就變成噴涂中比較重要的環(huán)節(jié)，有了合適的算法才能使機器人在不損壞部件的情況下，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的涂層質(zhì)量；影響涂層質(zhì)量有兩個關(guān)鍵因素噴涂軌跡之間的間距和噴槍與部件表面的間距。噴涂軌跡之間的間距一般在5mm以內(nèi)為最優(yōu)，噴槍與部件表面的間距也有固定的最優(yōu)距離(例如大氣等離子噴涂是90-150mm，超音速火焰噴涂是200-280mm)；在對普通平面進(jìn)行噴涂時，噴涂間距和噴槍與部件的間距都比較好保證，只需要調(diào)整好噴槍和部件的間距后對X或者Y方向平移最優(yōu)的噴涂間距就可以實現(xiàn)。但是當(dāng)對曲面噴涂，特別是封閉式的復(fù)雜曲面噴涂時，以上兩個關(guān)鍵因素都不容易保證，所以噴涂后的涂層質(zhì)量也無法保證，并且很容易發(fā)生機器人關(guān)節(jié)對部件的碰撞事故。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種燃?xì)廨啓C部件曲面噴涂軌跡算法，使用6軸關(guān)節(jié)機器人對部件曲面進(jìn)行噴涂，所述曲面噴涂軌跡算法包括以下步驟：

1)、初始分區(qū)：取任意曲面上垂直的豎向截線，在該豎向截線上截取n個點，再每一個點上畫取一條橫向截線，將每個橫向截線分割成m個點，并形成多個區(qū)域；

2)、采集分區(qū)：將機器人噴槍的噴射點垂直于部件表面，并保持最優(yōu)距離，采集步驟1中形成分割點的空間坐標(biāo)信息、姿態(tài)旋轉(zhuǎn)四元數(shù)信息及所有點的軸配置信息，分別錄入不同結(jié)構(gòu)體中并將通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法進(jìn)行校準(zhǔn)；

3)、區(qū)域分割軌跡點：通過算法對步驟1中的區(qū)域進(jìn)行分割，保證分割份數(shù)為偶數(shù)個，得到機器人的噴涂軌跡點；

4)、計算機器人最佳行走軌跡點：對軌跡點坐標(biāo)和姿態(tài)旋轉(zhuǎn)信息的空間插補算法，得出機器人最佳行走軌跡；

5)、噴涂：執(zhí)行噴涂工作；

6)、噴涂優(yōu)化：每噴涂偶數(shù)變時，噴涂層與噴涂層之間進(jìn)行軌跡偏移。

進(jìn)一步的，所述步驟1的具體流程如下：初始分區(qū)：取任意曲面上垂直的豎向截線，在該截線上取n個點進(jìn)行編號，該截線被點分割成n-1條線段，保證每條豎向線段接近于平面，再以n個點為起始點延伸n條橫向截線，將每根橫向截線分別選取m個點，分割成m條線段，保證每條橫向線段接近于平面，將曲面公共標(biāo)記了n*m個點(P11-Pmn)，共形成m*(n-1)個近似平面區(qū)域；