一种多喷枪自适应建模的喷涂路径自动生成方法

摘要

本发明公开了一种多喷枪自适应建模的喷涂路径自动生成方法，首先针对所使用的喷枪设计喷涂实验，根据涂层厚度测量自适应地选择参数化涂层累积模型拟合逼近；由此建立多行程喷涂优化模型并采用二分法迭代求解相应的最优喷枪路径参数；然后提出最长边参考路径算法以自动生成工件的喷涂行程，并添加过渡路径构成完整的喷涂路径；最后针对工件表面的复杂曲面特征采用可变行程方法对路径进一步优化调整。本发明可针对不同的喷枪自适应建立相应的精确喷涂模型，并由此自动生成复杂工件曲面上的最优喷涂路径，在保证涂层均匀性的前提下，提高喷涂制造产业的工作效率和涂料的利用率，改善喷涂质量和产品的美观度，从而能够取得很好的经济和社会效益。

主权项

一种多喷枪自适应建模的喷涂路径自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)针对使用的不同喷枪类型，设计相应静止喷涂实验并采集涂层厚度数据，然后根据涂层厚度分布的对称性分别引入β曲线模型和椭圆双β曲线模型对涂层累积速率模型进行表示，并采用基于Levenberg‑Marquard算法的非线性最小二乘方法拟合逼近真实的涂层分布；(2)以曲面喷涂点的涂层厚度与期望涂层厚度之间的方差和最小为目标函数，根据采用的涂层累积速率模型和实际工艺要求建立相应的多行程喷涂优化模型以及约束条件，然后采用基于二分法的数值迭代算法求解得到最优的路径参数，即行程间距和喷枪行进速度；(3)求取曲面的边界，并按照关键点分割算法，将边界分割成多条近似线段组成的多边形；求取边界中最长的边，并作为路径的起始参考边；求取曲面的平均法向量以及最长边的平均方向向量；确定同时平行于法向量和方向向量的平面为参考平面，并根据步骤(2)中求解得到的行程间距确定一等距平面簇，从而取平面簇与曲面的交线为喷涂行程；在交线之间采用圆弧过渡路径连接起来，从而获得完整的喷枪路径；(4)采用步骤(3)中方法求取同时平行于曲面平均法向量和最长边平均方向向量的参考平面，然后通过如步骤(2)中的优化方法以及涂层厚度约束优化求解起始路径和相应的喷涂参数；在此基础上采用同样的方法依次求解下一条路径及其喷涂参数，将获取的路径连接起来即得到完整的路径。