發(fā)布時間：2021-08-15 21:47

　　大部分產(chǎn)品在出廠之前都需要經(jīng)過噴涂工序,以提高產(chǎn)品的耐腐蝕性和美觀度。以前主要靠人工噴涂,存在勞動強度大、噴涂效率低、穩(wěn)定性差的問題,且在噴涂過程中會產(chǎn)生對人體有害的氣體。噴涂機器人的出現(xiàn)取代了一部分人工�，F(xiàn)有的噴涂機器人對生產(chǎn)批量大,產(chǎn)品規(guī)格固定的大型企業(yè)有較大優(yōu)勢。但對生產(chǎn)批量不大,品種繁多,工件表面形狀復雜的中小型企業(yè)的適用性還有待提高。本文圍繞這些問題,以中小型企業(yè)對復雜表面的噴涂路徑規(guī)劃的需求為研究背景,采用視覺識別技術和噴涂技術相結(jié)合的方法完成噴涂任務,提高噴涂自動化水平和噴涂質(zhì)量。噴涂系統(tǒng)中主要包括視覺識別模塊、傳送模塊和噴涂路徑規(guī)劃模塊。本文針對噴涂的特殊環(huán)境,選擇了合理的視覺相關設備型號。并詳細分析了視覺識別中用以計算工件擺放位姿和工件類型判定相關的圖像處理算法,如圖像灰度處理、增強圖像對比度、降噪處理、圖像匹配、邊緣檢測、角點檢測等相關算法。采用具有自轉(zhuǎn)機構的傳送模塊,其包括對盤類工件傳送的地軌小車和對板材類工件傳送的懸掛鏈、提升機、光電傳感器等裝置,實現(xiàn)對多樣噴涂工件快速、準確的傳送。通過視覺識別出工件的類型和擺放的位姿以后,與工件的三維模型相結(jié)合,借助Solid... 

【文章來源】：河南工業(yè)大學河南省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

外國典型噴涂機器人

3效率和質(zhì)量都在日益提升。當今，沈陽新松噴涂機器人、深圳市榮德機器人、東莞樂佰特機器人有限公司、沈陽固銳科技有限公司等是國內(nèi)比較有影響力的噴涂機器人公司，這些企業(yè)積累了大量噴涂相關經(jīng)驗，與其對應的噴涂機器人圖片如圖2所示。在智能制造的影響下，企業(yè)和研究者共同努力，不斷取得技術進步，使得中國的噴涂機器人在國際上也有著重要的影響力。榮德噴涂機器人東莞樂佰特機器人沈陽新松噴涂機器人沈陽固銳噴涂機器人圖2國內(nèi)典型噴涂機器人1.2.2噴涂路徑規(guī)劃的研究與發(fā)展隨著科技的進步，工業(yè)中出現(xiàn)越來越多的復雜曲面工件，對復雜曲面的高效噴涂是當今研究熱點問題。Atka,Conner等人[5]在上世紀90年代，對規(guī)則曲面的噴涂方法做了研究。當今，對復雜曲面工件的噴涂方法的研究，成為學者研究的熱點問題。ChenHeping[6—8]提出根據(jù)曲面工件的CAD模型生成噴槍軌跡的方案，此外，又提出了把不規(guī)則曲面近似為平面片的思想，從而提高了噴涂效率，最后提出了分片連接時相鄰軌跡上涂料疊加的問題，但是未能很好的解決。ShengWeihua等人[9，10，11]先將曲面CAD模型進行三角網(wǎng)格化，再通過三角面片間的拓撲關系對曲面片造型。WeiXia[12]針對拓撲結(jié)構曲面，進行網(wǎng)格化處理后，提出了分解算法躲避障礙物。Gyorfi[13]利用圖搜索方法和遺傳算法，分別從局部和全局優(yōu)化方面對帶約束條件的噴涂路徑規(guī)劃問題進行了研究。李發(fā)忠[14]針對凹凸面的噴涂提出了把軌跡無限劃分為微小軌跡段進行優(yōu)化處理，同時提出了最值法求解帶有多個優(yōu)化目標函數(shù)模型的方法。趙德安等人[15，16，17，18]結(jié)合三角網(wǎng)格化模型，把最優(yōu)路徑的設計問題轉(zhuǎn)化為了帶有約束條件的優(yōu)化問題；再采用切割平面片的方法快速得到噴槍行走的路徑，利用變參數(shù)方法對噴涂參數(shù)進

9件，將視覺識別的輪廓特征和生產(chǎn)工件時存儲在計算機中的三維幾何信息結(jié)合，自動規(guī)劃出對應路徑，實現(xiàn)自動化噴涂。集中控制系統(tǒng)控制柜工業(yè)相機光源示教器控制面板清潔裝置噴涂機器人本體噴槍圖5自動噴涂系統(tǒng)結(jié)構圖2.2傳送模塊當今，在噴涂過程中，傳送模塊的傳送方式較常用的就是把待噴涂工件懸掛在傳送鏈上或者放在傳送帶上[42]。傳送鏈主要有立式和臥式兩種，圖6為其相應圖片。臥式傳送鏈常用于傳送盤類工件，立式傳送鏈常用于板材類工件的傳輸。通過傳送裝置把待噴涂工件運送到圖像識別區(qū)域和噴涂區(qū)域。采用這種傳送方式有傳送效率高、便于控制、傳送成本低等優(yōu)點。（a）臥式傳送鏈（b）立式傳送鏈圖6普通工件傳送方式然而，在實際的應用中，需要進行雙面噴涂的工件往往需要兩臺機器人協(xié)同進行噴涂來提高噴涂效率，普通的傳送鏈不具有自動旋轉(zhuǎn)功能，噴涂機器人的工作空間有限，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]自由曲線邊界的噴涂路徑規(guī)劃研究[J]. 張亞坤,曾勇,張春偉,劉冬明,吳元強.  機床與液壓. 2019(16)
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[3]靜電噴涂木門裝飾薄木的表面電阻[J]. 鄧錳,張占寬,李博.  木材工業(yè). 2016(04)
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博士論文
[1]噴涂機器人軌跡優(yōu)化關鍵技術研究[D]. 陳偉.江蘇大學 2013
[2]靜電噴涂機器人變量噴涂軌跡優(yōu)化關鍵技術研究[D]. 李發(fā)忠.江蘇大學 2012
[3]大型復雜自由曲面的噴涂機器人噴槍軌跡優(yōu)化研究[D]. 曾勇.蘭州理工大學 2011

碩士論文
[1]基于機器人視覺的多類型工件識別與定位問題研究[D]. 馬庭田.南京航空航天大學 2018
[2]基于神經(jīng)網(wǎng)絡的移動機器人路徑規(guī)劃方法研究[D]. 宮孟孟.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]基于機器視覺的自動噴涂系統(tǒng)研究[D]. 侯曼曼.中國礦業(yè)大學 2017
[4]反求工程中復雜零件的CAD建模關鍵技術研究[D]. 惠相君.蘭州理工大學 2007



本文編號：3344993