热喷涂机器人路径的自动生成及优化

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1、武汉理t大学硕{：学似论文摘要工业机器人是机器人学的一个分支，它代表了机电一体化的最高成就。随着科学技术的不断发展，工业机器人已应用到大量工业生产中。热喷涂是一项迅速发展的表面强化新工艺新技术，既可以用于产品预防护，又可以用于失效产品的再生修复。但热喷涂过程通常会伴随有高温、高压、有毒气体排放等危害人体健康的东西。工业机器人应用于热喷涂行业，不但能够解决这一问题，而且能够提高精确度、改善涂层效果、减轻劳动强度、提高劳动生产率。机器人离线编程软件已经应用较为广泛，但大多是针对焊接、切割的。目前，已初步研发出基于离线编程软件的热喷涂专用软件包。本课题来源于法国UTBM(Universit

2、6deTeclmologiedeBelfort-Monb61iard)大学下属的LERMPS(Laboratoired’跏d器etdeRecherch髓SUl"lesMat6rial．1X，lesProc澍6setlcsSurfaces)热喷涂实验室。通过剖析基于离线编程软件RobotStudioTM的热喷涂专用软件包和机器人系统中四元数、RPY角及旋转矩阵的意义及相互转换关系，改进了喷方形工件的方法，并用VisualBasic编制成程序代替专用软件包中的原有程序，此程序能够在放在任何方位上的方形工件表面自动、快速、准确生成路径。机器人对复杂曲面喷涂时，特别是当喷涂曲面有一个很大的转

3、弯角度时，机器人经过此转弯处，速度迅速下降，速度不能够保持为机器人的给定速度值，导致涂层不均匀，严重影响涂层的均匀性和美观的问题。针对这个现象，本课题提出了路径的优化方法。经过喷涂实验证明，此方法大大改善了这一项象，基本上能够使机器人的速度在整个喷涂过程中维持不变，提高喷涂效果。此优化方法也用VisualBasic编制成程序，加到了熟喷涂的专用软件包中，能够能自动、快速、准确优化所有类似的喷涂路径。关键词：工业机器人，热喷涂，离线编程软件RobotStudioTM，热喷涂专用软件包，路径优化武汉理l：人学硕卜学位论文ABSTRACTThetechnologyoftheindustry

4、robotisabranchofthetechnologyofrobot,anditpresentsthehi曲estlevelofMechatronicEngineering．Withthedevelopmentofthetechnology,theindusa'yrobothasbecametherobotistictoolsforFMS．F～CIMS，etc．Thermalsprayingisnewtechnologyaboutsurfaceconsolidation,andthistechnologydevelopsrapidly．Inthethermalspraying,p

5、eopleheatthemetalandnonn．1etaltothestateofbeingmeltedorhalfbeingmeltedandsprayingitonthesurfaceofthebasematefialusingspecialmethodsandequipments．Thesemetalandnonmetalwillsediment,ateandforlnthecoat．n地thermalspravingcanbeusedbothiIlthepreventionofproductsandinrepairtheinvalidproducts．Buttheproce

6、ssofthermalsprayingalwaysgoeswittIhiglltemperature,higllpressureandtoxicgaswhiehareharmedforhealth．Applicationoftheindustryrobottothe肌alsprayingcannotonlysolutethisproblembutalsoincreasetheprecision,eithancotheeffectofCOaLreducetheworkinteusity,improvetheproductivity．Robotic0ff-lineprogrammings

7、oftwarehasbeenusedwidely,butjustusedforWeldandout．Atpresent，thePackageforthermalsprayingbasedonoff-lineprogrammingsoftwareisdeveloped．IThisthesisorl’ginsflomLERMPS(Laboratoired’EtudesetdeRechcrchessurlesMat6riaux．1esPmc6d6setlesSu