| 【中文题名】 | 喷漆机器人喷枪轨迹离线编程及仿真技术研究 |
| 【英文题名】 | Study on Off-line Programming Trajectory Design and Simulation of Spray Gun for Painting Robots |
| 【学科专业】 | 系统工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-10-18 |
| 【中关键词】 | 喷漆机器人,离线编程,轨迹设计,Bezier,等距面,仿真 |
| 【英关键词】 | painting robots,off-line programming,trajectory design,Bezier,offset surface,simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 | 本文首先介绍了国内外喷漆机器人离线编程系统的研究现状及意义,提出了喷枪最优轨迹规划问题(OTPP)。
在自动喷涂操作中,机器人的机械手绕待涂工件表面来回移动。假定这样的系统具有高度的可重复性,随着其性能的提高,适当的路径和其它的过程参数的选择都能够引起花费代价的巨大节省。本文提供了针对Bézier曲面的喷枪的优化轨迹的求解方法,以使得在工件表面上产生最佳的喷涂效果。喷枪优化轨迹的设计主要是通过离线编程来寻找一条满足涂层厚度指标且保持涂层厚度均匀的前提下,工件表面漆膜厚度差异达到最小时的喷枪轨迹。该问题称为受约束的变分问题,主要采用非线性方法得出优化后的轨迹喷涂的仿真结果。
最后,本文通过工件表面为Bézier曲面的实例来进一步说明喷涂工艺参数的选择及其喷枪轨迹的设计、求解。在给定喷枪空间路径的前提下,取漆膜生长速率函数为有限范围模型。并通过一般非线性规划方法得出依匀速喷涂和按优化方法后的轨迹喷涂的仿真结果。对于Bézier曲面,本文给出了具体求等距面的方法,通过仿真论证了这些方法的可行性。 |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
9-14 |
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1.1 前言 |
9-11 |
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1.2 喷漆机器人离线编程系统简介 |
11-13 |
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1.3 主要内容、目标及意义 |
13 |
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1.4 本章小结 |
13-14 |
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第二章 优化原理与算法 |
14-25 |
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2.1 序言 |
14-15 |
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2.2 无约束优化算法中的一维搜索 |
15-17 |
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2.2.1 倍增半减法 |
15-16 |
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2.2.2 黄金分割法(0.618法) |
16-17 |
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2.3 无约束优化问题中的拟牛顿法 |
17-22 |
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2.3.1 牛顿法 |
17-18 |
|
2.3.2 拟牛顿法 |
18-19 |
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2.3.3 几个重要的拟牛顿法 |
19-22 |
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2.4 约束优化问题中的乘子罚函数法 |
22-24 |
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2.5 本章小结 |
24-25 |
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第三章 喷枪优化轨迹设计 |
25-40 |
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3.1 序言 |
25-27 |
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3.2 一些具体数学模型的建立 |
27-33 |
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3.2.1 喷枪轨迹数学模型 |
27-28 |
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3.2.2 漆膜生长速率数学模型 |
28-33 |
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3.3 喷枪优化轨迹设计问题的目标 |
33-36 |
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3.3.1 优化轨迹设计问题中的约束条件 |
34-35 |
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3.3.2 一般约束条件下的优化轨迹设计问题 |
35 |
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3.3.3 沿指定空间路径的优化轨迹设计问题 |
35-36 |
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3.4 优化轨迹设计问题的求解技术 |
36-39 |
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3.4.1 沿指定空间路径的优化轨迹设计问题的求解技术 |
37-39 |
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3.5 本章小结 |
39-40 |
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第四章 Bézier曲面上的分析 |
40-51 |
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4.1 序言 |
40 |
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4.2 Bézier曲面工件的喷枪轨迹分析 |
40-50 |
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4.2.1 Bézier曲面的定义 |
40-43 |
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4.2.2 Bézier曲面等距面的计算 |
43-46 |
|
4.2.3 喷枪空间路径的计算 |
46-50 |
|
4.3 本章小结 |
50-51 |
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第五章 Bézier曲面上的喷枪轨迹优化与仿真 |
51-60 |
|
5.1 序言 |
51 |
|
5.2 工件为Bézier曲面的喷枪轨迹分析与仿真 |
51-59 |
|
5.2.1 数学模型的建立 |
51-53 |
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5.2.2 指定空间路径的优化喷涂仿真 |
53-59 |
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5.3 本章小结 |
59-60 |
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第六章 结束语 |
60-61 |
|
致谢 |
61-62 |
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参考文献 |
62-66 |
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附录 |
66-71 |
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在校期间发表论文 |
71 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.377120 |
