多關(guān)節(jié)機器人作為運動平臺應(yīng)用到激光熔覆成形中,可以提高熔覆系統(tǒng)的靈活性和熔覆能力,推動激光熔覆成形在個性化制造、零件修復(fù)和綠色再制造等領(lǐng)域的應(yīng)用。但是,基于多關(guān)節(jié)機器人的激光熔覆成形面臨網(wǎng)格模型分布不均勻、示教編程效率低和熔覆過程存在突變、塌陷等問題。針對這些問題,結(jié)合激光熔覆技術(shù)和機器人技術(shù),通過提取立體光刻數(shù)據(jù)格式(Stereo lithography,STL)模型信息,建立模型的拓撲關(guān)系,提出機器人熔覆路徑點的位置信息和姿態(tài)信息的生成方法,對機器人熔覆路徑進行了單層級和多層級的優(yōu)化,并進行了實驗驗證。論文主要內(nèi)容如下:為了權(quán)衡STL模型誤差影響參數(shù)與熔覆路徑之間的關(guān)系,基于粒子群(Particle swarm optimization,PSO)算法建立誤差影響參數(shù)尋優(yōu)模型,根據(jù)該模型尋求滿足期望要求的誤差影響參數(shù)最優(yōu)取值區(qū)間。針對激光熔覆成形中由于STL模型網(wǎng)格分布不均勻,而影響機器人熔覆路徑質(zhì)量的問題,提出一種基于離散拉普拉斯的網(wǎng)格模型優(yōu)化方法,改善模型中三角形面片的均勻性。利用半徑比的方法建立正則度計算模型,對網(wǎng)格模型的優(yōu)化程度進行量化。為了提高激光熔覆成形系統(tǒng)的熔覆能力和熔...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)工作研究進展
        1.2.1 激光熔覆成形系統(tǒng)
        1.2.2 激光熔覆成形STL模型優(yōu)化方法
        1.2.3 機器人熔覆路徑生成方法
        1.2.4 機器人熔覆路徑優(yōu)化方法
    1.3 本文主要研究思路與內(nèi)容
2 STL模型網(wǎng)格誤差影響參數(shù)尋優(yōu)與均勻性優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 基于慣性權(quán)重粒子群算法的STL模型誤差影響參數(shù)尋優(yōu)
        2.2.1 慣性權(quán)重粒子群誤差影響參數(shù)尋優(yōu)的收斂性分析
        2.2.2 基于PSO的STL模型誤差影響參數(shù)尋優(yōu)
    2.3 STL模型均勻性優(yōu)化
        2.3.1 離散拉普拉斯網(wǎng)格變形技術(shù)的STL模型優(yōu)化
        2.3.2 基于半徑比的STL模型網(wǎng)格均勻性量化
    2.4 本章小結(jié)
3 基于交邊拓撲關(guān)系的機器人熔覆路徑生成方法
    3.1 引言
    3.2 基于STL模型拓撲關(guān)系的熔覆路徑點位置信息生成方法
        3.2.1 機器人熔覆路徑點位置信息生成
        3.2.2 機器人熔覆路徑方向的向量判定
        3.2.3 機器人熔覆路徑方向的極值包圍盒判定
    3.3 基于STL模型與交邊關(guān)系的熔覆路徑點姿態(tài)信息生成方法
        3.3.1 KR30-HA多關(guān)節(jié)工業(yè)機器人熔覆路徑位姿描述
        3.3.2 機器人熔覆路徑點的姿態(tài)信息生成
    3.4 本章小結(jié)
4 單層級和多層級的機器人熔覆路徑優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 單層級的機器人熔覆路徑優(yōu)化
        4.2.1 單層級的層片形狀突變點分析
        4.2.2 單層級的層片形狀優(yōu)化方法
    4.3 多層級的機器人熔覆路徑優(yōu)化
        4.3.1 塌陷問題分析
        4.3.2 相鄰兩路徑層之間的豪斯多夫距離
        4.3.3 多層級路徑層插補的機器人熔覆路徑優(yōu)化方法
    4.4 本章小結(jié)
5 激光熔覆成形仿真與實驗
    5.1 引言
    5.2 激光熔覆成形過程仿真分析
        5.2.1 KR30-HA機器人激光熔覆成形離線仿真軟件開發(fā)
        5.2.2 機器人熔覆路徑仿真分析
    5.3 激光熔覆成形實驗驗證
        5.3.1 激光熔覆成形實驗平臺
        5.3.2 多道熔覆搭接率測試實驗
        5.3.3 機器人熔覆路徑生成方法驗證實驗
        5.3.4 機器人熔覆路徑優(yōu)化對比實驗
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間科研項目及科研成果
致謝
作者簡介



本文編號：3817191