基于MATLAB的喷涂轨迹重叠率优化.pdf

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1、第2期机械设计与制造2012年2月MachineryDesign&Manufacture87文章编号：1001—3997(2012)02—0087—03基于MATLAB的喷涂轨迹重叠率优化木王战中杨晓博刘超颖李博张俊(石家庄铁道大学机械工程学院，石家庄050043)Optimization0foverlapspraytrajectorybasedonMATLABWANGZhan-zhong，YANGXiao-bo，LIUChao-ying，LIbo，ZHANGJun(DepartmentofMechanicalEngineering，Shijiazhua

2、ngTiedaoUniversity，Shijiazhuang050043，China)【摘要】用高速静电旋杯式喷涂系统进行喷涂时，涂料雾化后的微粒在工件表面上形成的沉积模型具有多种形状。在详细分析多种涂料沉积模型的基础上，对型沉积分布模型函数进行充分研究，推导出包含涂料漆流底面半径R、调整系数K，喷枪移动速度及喷涂流量Q。等主要参数在内的平面喷涂的涂层沉积厚度方程；基于该涂层趁机厚度方程，用MATLAB语言编写程序对两条相邻喷涂轨迹之间的重叠距离进行优化，并得出优化结果，为喷漆机器人轨迹规划设计奠定了基础。关键词：喷涂系统；轨迹优化；沉积模型；MATL

3、AB【Abstract】epaintingwiththe恸-speedrotatingcupelectrostaticspraysystem，thedepositionmodels，whichareformedonthesuoCacebyatomizingpaintingparticles，haveavarietyofshapes．Basedonthedet~ledanalysisofthosesedimentationmodels，the卢distributionmodelfunctionisstudiedfullyinit,andthedeposit

4、ionofcoatingthicknessequationisderivedincludingmainparameterssuchasbasearearadiusR，ad—justmentcoefficientK，spraygun’SmovingspeedVandsprayingflow-rateQointheplane．Basedonthecoatingthicknessequation，theoverlappingdistancebetweentwoadjacentspraytrajectoryisoptimizedwithMATLABprogram

5、，whichresultmaylayafoundationfortrajectoryplanninganddesigningofthepaintingrobots．Keywords：Sprayingsystem；Trajectoryoptimization；Depositionmodel；MATLAB中图分类号：TH16，TP24文献标识码：A型都有其特定的应用场合，且模型表达式都很复杂，真正用于喷l引言涂轨迹规划难度较大。在喷涂面为曲面的情况下，人们经常采用喷涂过程即机器人的喷枪以一定的速度和距离沿被喷涂物有限范围漆膜生长速率模型。体表面移动，涂料由喷

6、杯雾化喷出，在喷枪出口处形成一定形状2．1口型沉积速率模型的涂层分布—涂层沉积速率(g~m／s)。在实际涂层建模中，先按预影响涂层沉积率分布模型的因素很多，为了简化沉积率模先设定的喷涂参数喷涂平板，之后用测厚仪测量若干点的涂层厚型，假定喷涂时温度、气压、湿度等参数保持不变，且高速旋杯喷度并用测点数据拟合涂层沉积率模型函数。枪的张角、喷射压力等参数都为定值，则分布模型可以表示为：通常雾化后的油漆从喷枪喷出后得到一个锥形的漆流。因口一1／2＼fA，．{漆流受高速旋转的影响在锥形内是不连续的，导致物体表面涂层r)=qI＼1一／l，0<-w12w=2h·tan~

7、b(1)厚度不均，表现为边缘较薄，中间较厚。另外，喷涂距离、喷涂角式中：W一锥形漆流底面直径；r_一-表面任意点与喷枪正下方点间度、空气供给压力、漆流供给流量、喷枪喷射压力、微阀开度等因的距离；一喷枪与表面的垂直距离；g—涂层最大厚度，它素也影响涂层厚度的均匀性。涂料的稀释度、温度、流动速度等影与、W及流量Q。有关，通过对其模型在喷涂区域内积分得到响着涂层沉积效果。如果考虑各种因素建立多参数的沉积速率数rm／．，＼流量Qo,Q。=Jf(r)dA=q。lll一}(2wr)dr。计算可得学模型，则实际喷涂轨迹规划将变得相当复杂，况且有些影响因＼／n最大涂层厚

8、度，qo=。素是不能通过数学模型简单地表达出来。因此假定非决定性参数W为常数，仅