本文關鍵詞：噴涂機器人傾角噴涂模型建立與軌跡優(yōu)化研究

  更多相關文章： 噴涂機器人 高斯和模型 傾角噴涂 軌跡優(yōu)化 動力學

【摘要】：針對犄角特征曲面工件的表面噴涂均勻度問題,對犄角工件進行網(wǎng)格劃分,生成犄角特征曲面軌跡,研究傾角高斯和模型和傾角β分布模型的擬合精度,根據(jù)傾角高斯和模型,模擬直接過渡和間接過渡的內(nèi)外犄角曲面的噴涂,最后根據(jù)現(xiàn)有的噴涂機器人對水平和垂直兩種軌跡規(guī)劃方式進行優(yōu)化。論文主要工作內(nèi)容如下：介紹大曲率工件的曲面拓撲分片規(guī)劃以及噴槍軌跡,根據(jù)兩個面片形成的夾角,判定是否形成犄角特征,針對犄角特征曲面進行拓撲分片和軌跡規(guī)劃。根據(jù)現(xiàn)有的模型推導出基于傾角的噴槍模型,根據(jù)靜態(tài)噴涂的實驗結果擬合高斯和模型和β分布模型,通過對比兩種模型的擬合精度,得出高斯和模型擬合精度明顯好于β分布模型的結論。針對不同的噴涂傾角,建立高斯和模型中擬合參數(shù)隨傾角變化的規(guī)律,從而最終建立能夠精確反映不同傾角下的噴涂模型。將犄角特征曲面噴涂分片后的兩相鄰面片組合分為外犄角和內(nèi)犄角,對內(nèi)、外犄角噴涂噴槍軌跡進行優(yōu)化分析,分別建立兩種情況時的軌跡優(yōu)化函數(shù),并進行求解。結果表明,對于外犄角噴涂,根據(jù)噴涂對象對精度的高低要求依次可以采用間接過渡和直接過渡兩種方式：對于內(nèi)犄角噴涂采用直接過渡的噴涂方式,可以滿足大部分的內(nèi)犄角工件的噴涂要求。根據(jù)現(xiàn)有平臺的ZF1500-15G型機械手,分析了其正解和逆解,并根據(jù)上述的軌跡規(guī)劃結果,分別分析在傾角噴涂時垂直和水平兩種方式的機器人動力學對機器人關節(jié)力矩的影響。確定在機器人各個關節(jié)的力矩最小時的軌跡規(guī)劃方式。對建立的傾角高斯和模型進行了不同傾角的噴涂實驗擬合和不同方式的軌跡優(yōu)化的仿真,仿真結果表明,基于傾角高斯和模型的軌跡規(guī)劃方法具有良好效果。
【關鍵詞】：噴涂機器人 高斯和模型 傾角噴涂 軌跡優(yōu)化 動力學
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 緒論17-23
• 1.1 課題的研究背景和研究意義17-19
• 1.2 國內(nèi)外的研究動態(tài)、水平及存在問題19-20
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀19
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.3 存在的主要問題20
• 1.3 課題來源20
• 1.4 本文研究的目標和主要工作20-23
• 1.4.1 本課題的主要內(nèi)容21
• 1.4.2 擬解決的技術問題21
• 1.4.3 理論和應用方面意義21-23
• 2 復雜自由曲面犄角特征提取及噴涂軌跡生成23-31
• 2.1 引言23-24
• 2.2 曲面拓撲噴涂分片規(guī)劃方法24-27
• 2.2.1 曲面CAD模型的三角網(wǎng)格化24-25
• 2.2.2 基于幾何拓撲原理的三角網(wǎng)格連片25-26
• 2.2.3 每個面片上噴槍軌跡的生成26-27
• 2.3 曲面犄角特征提取及其噴涂軌跡生成27-31
• 2.3.1 犄角特征曲面的提取27-28
• 2.3.2 犄角特征曲面噴涂軌跡生成28-31
• 3 變傾角噴涂模型理論建模方法的研究31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 影響噴涂效果因素分析31-33
• 3.2.1 工作型面和噴槍運動軌跡的數(shù)學模型31-32
• 3.2.2 噴涂特點及噴涂設備的影響32
• 3.2.3 涂料空間分布影響32-33
• 3.3 相關數(shù)學模型的建立33-35
• 3.4 傾角噴涂模型的建立35-37
• 3.4.1 靜態(tài)傾角噴涂的涂層生長率建模35-37
• 3.5 涂層生長模型的擬合方法37-38
• 3.5.1 最小二乘法擬合37-38
• 3.6 實驗38-43
• 3.7 總結43-45
• 4 變傾角噴涂軌跡優(yōu)化45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 最優(yōu)化問題的迭代解法45-47
• 4.2.1 函數(shù)逼近與曲線擬合46-47
• 4.2.2 數(shù)的最佳平方逼近47
• 4.3 外犄角噴涂噴槍軌跡優(yōu)化47-55
• 4.3.1 外犄角直接過渡方式噴槍軌跡優(yōu)化47-50
• 4.3.2 仿真實例50-55
• 4.4 內(nèi)犄角噴涂噴槍軌跡優(yōu)化55-59
• 4.5 總結59-61
• 5 噴涂機器人運動學建模與分析61-79
• 5.1 引言61
• 5.2 噴涂機器人D-H模型建立方法61-62
• 5.3 噴涂機器人運動方程的表示62-65
• 5.3.1 廣義連桿62-63
• 5.3.2 坐標系的建立63
• 5.3.3 廣義變換矩陣63-64
• 5.3.4 ZF1500-15G機器人連桿間的坐標變換64-65
• 5.4 噴涂機器人的運動學建模65-71
• 5.4.1 噴涂機器人運動學正解65-67
• 5.4.2 噴涂機器人運動學逆解67-71
• 5.5 考慮動力學因數(shù)的優(yōu)化71-75
• 5.5.1 機器人的MATLAB仿真72-74
• 5.5.2 運動學與逆運動學的仿真74-75
• 5.6 優(yōu)化實例75-77
• 5.7 本章小節(jié)77-79
• 6 結論與展望79-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-87
• 作者簡介及攻讀研究生期間主要科xO成果87

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;小型噴涂機器人[J];現(xiàn)代制造;2007年S1期

2 劉遠江;;創(chuàng)新方為致勝之本[J];機器人技術與應用;2006年06期

3 沈航;;側掛噴涂機器人移載裝置的結構開發(fā)與研制[J];制造業(yè)自動化;2007年08期

4 沈航;;側掛噴涂機器人移載裝置的結構開發(fā)與研制[J];伺服控制;2008年05期

5 丁度坤;謝存禧;張鐵;鄒焱飚;;噴涂機器人控制系統(tǒng)的開發(fā)與研究[J];機床與液壓;2009年03期

6 周偉;謝存禧;;基于6R噴涂機器人的多軸運動控制系統(tǒng)設計[J];機械設計與制造;2010年03期

7 李晟;;蒂森克虜伯尼羅斯塔公司將使用噴涂機器人進行電爐維修[J];世界鋼鐵;2010年03期

8 陳勇武;;基于ANSYS Workbench的噴涂機器人的模態(tài)分析[J];現(xiàn)代機械;2011年02期

9 康國坡;陳新度;夏鴻建;;基于動力學分析的噴涂機器人電機選型[J];機械設計與制造;2012年12期

10 聶勇剛;許瑛;吳少興;潘雨卿;;噴涂機器人正壓防爆系統(tǒng)的設計[J];機械制造;2013年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 潘永亮;;內(nèi)裝噴涂機器人在連續(xù)鏈生產(chǎn)線的應用探索[A];“廣汽豐田杯”廣東省汽車行業(yè)第七期學術會議論文集[C];2013年

2 黃健;;中間包噴涂機器人[A];中國金屬學會2003中國鋼鐵年會論文集（3）[C];2003年

3 馬利;許向陽;;噴涂機器人五自由度機械臂的建模與仿真[A];全國自動化新技術學術交流會會議論文集（一）[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王文;世界最小噴涂機器人將亮相[N];現(xiàn)代物流報;2008年

2 駐昆山首席記者 姚喜新　通訊員 曹勇;昆山將造“噴涂機器人”[N];蘇州日報;2010年

3 記者 呂毅;埃夫特與意大利CMA公司強強聯(lián)手[N];蕪湖日報;2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 呂世增;空心非球型手腕噴涂機器人設計及關鍵技術研究[D];天津大學;2012年

2 陳偉;噴涂機器人軌跡優(yōu)化關鍵技術研究[D];江蘇大學;2013年

3 王戰(zhàn)中;噴涂機器人連續(xù)3R斜交非球型手腕設計方法與實踐[D];天津大學;2008年

4 曾勇;大型復雜自由曲面的噴涂機器人噴槍軌跡優(yōu)化研究[D];蘭州理工大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張兆智;基于UMAC串并混聯(lián)汽車噴涂機器人控制系統(tǒng)研究[D];電子科技大學;2014年

2 朱利中;飛機大部件噴涂機器人的設計與分析[D];電子科技大學;2015年

3 郭鵬;噴涂機器人結構優(yōu)化及其位姿誤差分析[D];重慶大學;2015年

4 陳磊;六自由度關節(jié)型噴涂機器人結構設計及分析[D];重慶大學;2015年

5 武晨光;噴涂機器人傾角噴涂模型建立與軌跡優(yōu)化研究[D];安徽理工大學;2016年

6 柳軍飛;鐵路貨車噴涂機器人關鍵技術的研究[D];華中科技大學;2007年

7 江五講;噴涂機器人控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];華中科技大學;2014年

8 徐科明;六自由度噴涂機器人關鍵參數(shù)設計與分析[D];華中科技大學;2011年

9 沈思思;六自由度噴涂機器人的結構設計與仿真研究[D];南京信息工程大學;2014年

10 孫科苗;直角坐標型噴涂機器人控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];杭州電子科技大學;2015年

，

本文編號：1122371