[发明专利]一种用于喷涂机器人的分层喷涂轨迹规划方法

权利要求书

1.一种用于喷涂机器人的分层喷涂轨迹规划方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）首先设计了一种实验方法对喷涂过程进行建模，通过引入高斯混合涂层累积速率模型以拟合涂层分布情况；

（2）然后采用分层轨迹规划方法，针对工件的几何和拓扑特征分别应用双背离角法和投影法将复杂曲面分割为若干简单子曲面；

（3）建立相应的喷涂轨迹优化模型，采用数值方法求解行程参数以生成子片内的喷涂轨迹；

（4）最后采用分布估计算法对各子片轨迹进行优化组合。

2.根据权利要求1所述的一种用于喷涂机器人的分层喷涂轨迹规划方法，其特征在于：所述步骤（1）具体为：通过喷涂实验获得所使用喷枪的3D涂层厚度分布数据，并采用基于高斯混合模型对获得的涂层厚度生长率进行精确描述，其参数的拟合采用基于L-M的数值计算方法实现。

3.根据权利要求1所述的一种用于喷涂机器人的分层喷涂轨迹规划方法，其特征在于：所述步骤（2）具体为：首先基于几何尺寸进行子片划分，重点考虑工件表面的弯曲程度，采用双背离角算法将复杂工件曲面分割为一个个近似平面的曲面；其次是在几何尺寸划分的基础上，结合工件的拓扑特性，采用投影法将其进一步分割，划分为拓扑结构简单的工件曲面，以便于处理工件存在孔洞的情况。

4.根据权利要求1所述的一种用于喷涂机器人的分层喷涂轨迹规划方法，其特征在于：所述步骤（3）具体为：根据所建立的涂层累积速率模型，以涂层期望厚度和涂层均匀性为混合优化目标，建立相应的优化模型，然后采用黄金分割搜索法求解得到喷涂速度和行程间距，在此基础上采用包围盒投影方法获得优化的简单子片内喷涂轨迹点。

5.根据权利要求1所述的一种用于喷涂机器人的分层喷涂轨迹规划方法，其特征在于：所述步骤（4）具体为：将喷涂机器人多路径组合规划问题建模为广义旅行商问题，然后采用基于分布估计的智能计算方法求解，包括选择优势种群、建立概率模型、随机采样等操作，从而实现在问题空间中的全局寻优，将各子片离散路径进行优化组合以生成最终的喷涂机器人喷枪优化轨迹。