[發明專利]用于靜電環繞應用的對機器人噴漆的模擬

有效

• 申請號: 201911364784.5
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111382495B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: U·帕思里
• 申請（專利權）人: 達索系統美國公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 韓宏

實施方案模擬在真實世界對象上進行靜電噴漆。實施方案始于接收給定的真實世界機器人控制的靜電噴漆槍的油漆沉積速率的指示和最大油漆累積量的指示。接下來，在虛擬環境中表示所述給定的真實世界機器人控制的靜電噴漆槍的油漆沉積，所述表示包括對于主題時間段計算表示所述真實世界對象的模型的給定表面元素上的總油漆累積量(靜電的和直接的)。接著，生成參數文件，所述參數文件包括一些參數，這些參數考慮了所述給定表面元素的所確定的總油漆累積量，其中所生成的參數文件實現所述給定的真實世界機器人控制的靜電噴漆槍對所述真實世界對象進行噴漆的精確操作。

技術領域

本發明的實施方案總體上涉及計算機程序和系統領域，尤其涉及計算機輔助設計(CAD)，計算機輔助工程(CAE)，3D計算機圖形建模與模擬，制造過程的建模、模擬、分析和優化，制造業，以及制造資源(例如工業機器人)的使用計劃與編程領域。

背景技術

市場上提供了許多用于零件、零件組件和系統的設計和模擬的系統和程序。CAD系統允許用戶構造和操縱對象、對象組件或系統的復雜三維模型。因此，CAD系統使用邊或線(在某些情況下使用面)來提供建模對象和系統的表示。線、邊、面或多邊形可以以各種方式，例如，非均勻有理基本樣條(NURBS)來表示。

CAD系統管理建模對象的零件或零件的組件，這些零件或零件的組件主要是幾何規格。特別是，CAD文件包含從中生成幾何圖形的規格。從幾何圖形生成表示。規格、幾何圖形和表示可以存儲在單個CAD文件或多個CAD文件中。CAD系統包括用于向設計人員表示建模對象的圖形工具；這些工具專用于顯示復雜的對象。例如，一個組件可能包含數千個零件。CAD系統可用于管理存儲在電子文件中的對象模型。

CAD和CAE系統的出現為對象提供了廣泛的表示可能性。這種表示之一就是有限元模型(FEM)。術語有限元分析(FEA)模型、FEM、有限元網格和網格在本文中可互換使用。FEM通常表示CAD模型，因此可以表示一個或多個真實世界零件或整個組件。FEM是稱為節點的點的系統，這些點相互連接以形成網，稱為“網格”。

可以通過這種方式對FEM進行編程，以使FEM具有其表示的基礎對象的特性。當以這種方式對FEM或其他此類CAD或CAE模型進行編程時，可以將其用于執行該模型所表示的對象的模擬。例如，FEM可用于表示車輛的內部空腔，圍繞結構的聲學流體以及任何數量的真實世界對象和系統。當給定的模型表示一個對象并進行相應編程時，它可以用于模擬真實世界的對象本身以及真實世界的對象與其他對象之間的交互。例如，表示支架的FEM可用于模擬現實生活中醫療環境中支架的使用。

同樣，CAD、CAE和FEM模型可以用于改進設計，以及用于創建即制造模型所表示的對象的方法。可以通過使用模擬技術，諸如使用諸如FEM模型之類的模型運行一系列模擬的優化技術，來識別這些改進，以便識別對對象設計的改變或對創建對象的方法的改變。

發明內容

3D計算機圖形模擬方法和技術可以應用于制造工作單元和過程，以模擬制造過程。可以將模擬結果下載到工廠車間，以驅動制造資源，例如工業機器人。在工業噴漆應用中，工業機器人和機器用于在工業制造過程中施加噴涂材料，例如油漆。要注意的是，盡管本文將實施方案描述為用于油漆，但是實施方案不限于此，并且可以用于任何噴涂材料、層、涂層等。

為了計劃制造噴漆過程，可以使用當前的模擬軟件應用程序，使用工業機器人對制造過程進行建模和圖形化模擬，并可以預期產生的油漆沉積。噴漆過程的模擬和規劃基于油漆和噴漆槍的特性，噴漆過程的設置，要被噴漆的工業產品和零件的3D幾何模型以及用于施加油漆的工業機器人的運動指令程序。模擬結果可用于最終確定和優化噴漆過程設置以及機器人運動程序，以在將油漆應用于復雜的幾何對象時實現所需的油漆均勻性和沉積厚度。最終的機器人運動程序可以作為離線程序下載到工廠車間的機器人上，從而節省了設置實際制造過程所需的時間和試驗。