基于蚁群算法的喷涂机器人喷枪路径规划.pdf

《基于蚁群算法的喷涂机器人喷枪路径规划.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第7期机械设计与制造2011年7月MachineryDesign&Manufacture67文章编号：1001—3997(2011)07—0067—02基于蚁群算法的喷涂机器人喷枪路径规划木陈伟1,2赵德安平向意z(’江苏大学电气信息工程学院，镇江212013)(江苏科技大学电子信息学院，镇江212003)ToolpathplanningofroboticspraypaintingbasedonantcolonyalgorithmsCHENWei1,2ZHAODe-an1,PINGXiang-yi(SchoolofElectricalandInformati

2、onEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)(2SchoolofElectronicsandInformation，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)；【摘要】根据复杂曲面的几何特性，对曲面进行分片处理，并建立喷枪路径的评价函数，在每一{2片上进行喷涂机器人喷枪路径的规划。为了使喷涂机器人喷涂作业的时间最短，将整个曲面上的喷枪{l路径优化组合问题看成乡村邮递员问题(oRPP)，并利用改进的蚁群算法求解ORP

3、P问题。算法中通过：}在进化过程中动态调整蚂蚁的个体信息，激励蚁群搜索可行空间并发现最优解集。最后以一个复杂曲{l面工件为喷涂对象进行喷涂实验，结果证明了改进的蚁群算法比一般性随机算法效果更佳。2}关键词：喷涂机器人；路径规划；蚁群算法；路径组合《l【Abstract】Acomplexcurvedsurfacehastobedividedintoseveralpatchesandpathplanningfori》eachpatchisperformed．Thepathintegrationproblemcanbemodeledastheopenruralpo

4、stmanproblem《；{(ORPP)，andanantcof0nyalgoriadvanced幻如lvetheORPEInie帆“linformationandtheinformationwillbechangedwiththeevolution．Experimentsol'ecarriedoutonautomo-《}tirebodypart，whichresultsprovestobebettercomparingwiththoseof口geneticalgorithmand0random；；pathintegrati。坨algo{?Keywords

5、：Roboticspraypainting；Pathplanning；Antcolonyalgorithms；Pathintegration：中图分类号：TH16，TP24文献标识码：A片，并保证每个片为单连通区域且可近似看为一个平面，最后在1引言每个较大的片上使用“boundingbox”法生成喷枪路径[51。喷涂机器人喷枪路径规划是喷涂机器人离线编程法中的关键技术。以平面或规则曲面为作业对象的喷涂机器人喷枪路径规2．2每片上的喷枪路径规划划方法已逐渐成熟，并得到了实验论证。近年来，由于汽车、航喷涂机器人喷枪路径通常有两种模式：z字形路径和螺旋形天、造船等

6、工业领域的要求，有关如何在复杂曲面上进行喷涂机路径阎。如图1所示，是同一个平面上不同的路径模式和喷枪走器人喷枪路径的规划已成为国内外新的研究热点。文献提出将向，其中(a)、(b)、(c)是z字型路径，(d)是螺旋形路径。复杂曲面复杂曲面分片处理后在每一片上进行喷枪路径规划的方法，但并分片后，可按照每一片上不同的路径模式和喷枪走向建立喷枪路未考虑每片上的喷枪路径优化组合问题，无法进一步提高喷涂机径的评价函数，并以评价函数值最大为优化目标，选出最佳喷枪器人的工作效率。路径模式和走向。前人研究成果的基础上，重点研究了复杂曲面分片后的喷枪路径讹组合问题，采用蚁群算法

7、(antcolonyoptimizationalgorithms，ACO)对该问题进行求解，并进行了实验分析，实现了喷涂机器人画画．喷枪路径的优化。2喷涂机器人喷枪路径规划方法图1同一片上的不同路径模式和走向2．1复杂曲面分片喷涂机器人喷涂作业的优化目标之一是尽可能使工件表面许多复杂曲面有以下两个特点：(1)曲面是一个复连通区上的涂层厚度q均匀，因此，喷到工件表面上的涂料需要部分重域；(2)曲面上某些点的曲率比较大。叠。采用“boundingbox”法设计喷枪路径时，确定两个喷涂行程的这两种情况下使用一般的CAGD中曲面造型方法是很难处涂层重叠区域宽度d是生

8、成喷枪路径的关键因素，在完成喷枪路理的，但如果采用曲