适应复杂自由曲面喷涂的油漆沉积率模型的建模方法

摘要

适应复杂自由曲面喷涂的油漆沉积率模型的建模方法，基于平面工件上单个喷炬内油漆沉积率模型是喷涂点坐标位置的特定函数关系式的假设，对喷涂试验数据采用遗传算法拟合出该平面工件的油漆沉积率模型，然后建立油漆可达性的判断准则，利用曲率圆法，通过求取喷涂区域喷涂影响点的切平面与最大油漆厚度附着假想平面之间的夹角，构建出适应复杂自由曲面的油漆沉积率模型。本发明有助于提高自由曲面喷涂的漆膜厚度控制精度，为实现机器人自动化喷涂的离线编程和仿真提供具体的可操作的理论和算法依据。

主权项

一种适应复杂自由曲面喷涂的油漆沉积率模型的建模方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)选定平面工件油漆沉积率模型函数，通过平面工件喷涂试验采用遗传算法拟合出该平面工件的油漆沉积率模型；(2)建立油漆可达性的判断准则；(3)利用曲率圆方法，求切平面与最大油漆厚度附着假想平面之间的夹角，计算建立自由曲面工件实际厚度公式，将拟合出的平面工件油漆沉积率模型拓展到适应复杂自由曲面工件的油漆沉积率模型，具体步骤如下：1)建立过喷涂影响点并与平面工件平行的假想平面上的油漆沉积率模型，假想平行平面上的油漆沉积率模型的表达式为： q B = q F ( h l ) 2 ( 2 h 1 l h 1 2 + l 2 - l AB 2 ) 2 - - - ( 1 ) 其中qF、qB分别为油漆粒子沿着某一直线方向行进在平面工件喷涂试验中的平面工件上、过自由曲面喷涂影响点并与平面工件平行的假想平面上的油漆沉积率μm/s，h、h1分别是喷枪中心距离平面工件、正喷点的高度，l、lAB分别为喷枪中心与喷涂影响点之间的长度、以及正喷点与喷涂影响点之间的长度；2)建立喷涂影响点在最大油漆厚度附着假想平面方向上的油漆沉积率模型，最大油漆厚度附着假想平面方向上的油漆沉积率模型的表达式为： q B # = q B / cos θ = q F ( h l ) 2 ( 2 h 1 l h 1 2 + l 2 - l AB 2 ) 3 - - - ( 2 ) 其中q#B为喷涂影响点在最大油漆厚度附着假想平面方向上的油漆沉积率μm/s，θ为与平面工件平行的假想平面与最大油漆厚度附着假想平面之间的夹角；3)建立喷涂影响点在切平面上的油漆沉积率模型，该切平面上的油漆沉积率模型即为自由曲面喷涂的油漆沉积率模型，其表达式为： q B * = q B # cos α = q F ( h l ) 2 GO B 2 - ( l 2 + R B 2 ) lR B 4 h 1 3 l 3 ( h 1 2 + l 2 - l AB 2 ) 3 - - - ( 3 ) 其中qB*为油漆沿喷枪末端中心点G与喷涂影响点B的连线GB方向喷射在切平面BD 上的喷涂影响点B沉积的油漆沉积率μm/s；RB为自由曲面在喷涂影响点的曲率球半径值，GOB为喷枪中心到喷涂影响点曲率中心的长度，点OB为喷涂影响点所在曲率球的球心位置，角α为自由曲面在喷涂影响点的切平面与该点的最大油漆厚度附着假想平面之间的夹角，以上四项根据曲率圆方法确定，点G为喷枪中心所处位置，点B为喷涂影响点所处位置，平面BD为过喷涂影响点B对自由曲面工件作的切平面。