[发明专利]一种平面多边形变量喷涂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷涂机器人喷涂多边形的方法，是一种针对非规则多边形调用变量喷涂的离线编程方法。

背景技术

静电喷涂是根据传统的喷涂和静电效应向结合的一项新技术，将静电喷涂技术运用在喷涂机器人上，具有最佳的经济效益，广泛运用于国内外汽车涂装生产线上，不仅提高了产品的质量与产量，而且保障了人身安全、改善劳动条件、减轻劳动强度、降低生产成本和减轻环境污染。在机器人喷涂之前，往往需要技术人员示教大量的目标点，调整机器人的姿态，编写复杂的运动轨迹。喷涂过程中还需调整喷涂流量、旋杯转速等参数，一般喷涂参数设置较为粗略，较为浪费涂料。

发明内容

本发明的目的在于喷涂机器人以合适的位姿示教多边形的顶点，并对其进行分割，就可以生成喷涂轨迹，以缩短前期喷涂的轨迹规划时间，简化了对复杂多边形的轨迹规划问题。且在喷涂过程中采用变量喷涂方法，计算喷涂直径，选择具有合适的旋杯转速、成型空气和静电高压等工艺参数的喷涂刷子，节省涂料，优化喷涂效果。

本发明采用的技术方案是：利用ShopFloorEditor软件，对离线编程软件RobotStdio所自动生成的喷涂轨迹设置一组合适的刷子表，其具体步骤为：

步骤1，示教喷涂机器人的工具TCP，使得工具以合适的姿态示教多边形的每个顶点；

步骤2，利用ShopFloorEditor制定一组刷子表参数表格，针对不同的喷涂区域调用不同的刷子；

步骤3，对多边形进行几何分析，切割成三角形与梯形的组合，生成多边形喷涂轨迹。

步骤4，通过若干个梯形变量喷涂条幅消化剩余三角形；

步骤5，调用平面梯形工件变量喷涂包，对上述生成的轨迹进行变量喷涂。

进一步，所述步骤1的TCP以合适的姿态示教顶点包括：

首先确定平面多边形的函数表达式，其次确定喷抢在笛卡尔坐标系中的位置和方向的三维矢量函数，最后获取喷枪的位姿。

进一步，所述步骤2的设置刷子表参数表格包括：

步骤2.1，通过设置涂料喷涂量(Fluid)、旋杯转速(Atom)来调节雾化颗粒大小、涂料的挥发量以及漆膜厚度；

步骤2.2，通过设置成型空气(Shape)、工具TCP与工件的距离(以下简称间距)来调节油雾化幅度、喷涂的颜色效果；

步骤2.3，通过设置静电高压(HV)调节上漆率和喷涂直径；

步骤2.4，通过旋杯转速、静电高压和间距调节漆雾图形直径。

进一步，所述步骤3主要包括：

通过RobotStdio的离线仿真技术，对于梯形，以合适的姿态示教其顶点，并根据所需的定量喷涂条幅数目，就可以对其自动生成轨迹。

进一步，所述步骤4包括：

以与梯形区域相邻的三角形边为底边，计算该三角形的高，，并根据最大和最小喷涂图形直径计算出所需的变量喷涂条幅数目，用这若干个条幅数消化三角形区域。

进一步，所述步骤5包括：

设具有较好喷涂效果的最大喷涂图形直径为D_M，最小喷涂图形直径为D_m，在喷涂过程中根据D_M、D_m、旋杯速率和行走时间计算出此时所需要的喷涂图形直径D_x。再根据D_x选择具有合适的静电电压、旋杯转速、间距和移动速度等变量喷涂参数的喷涂刷子。

本发明的技术效果为：本发明具有很强的实用性，对于非规则多边形，将其分成一个三角形和n个梯形或者n个梯形组合,规划定量喷涂区域和变量喷涂区域，生成轨迹路线。再在喷涂轨迹路线中调用梯形变量喷涂，完成对非规则多边形变量喷涂。本发明只需让喷涂机器人以合适的姿态示教非规则多边形的每个顶点，节约了工程调试时间，简化了程序复杂性，节省涂料量，优化喷涂效果。

附图说明

图1为点在三角形平面中的法矢量示意图；

图2为投影点法矢量估算示意图。a是采样点的网络图，b是法矢量的估算图；

图3为漆膜厚度的关系曲线。a是与旋杯转速的关系曲线，b是成型空气压力的关系曲线；

图4为静电电压与转移率的关系曲线；

图5为平面上涂料分布图；a是平面上涂料分布图，b是内直径与静电电压关系图，c是外直径与静电电压关系图；

图6为静态分布模型的平移示意图；

图7为刷子表参数示意图；

图8为多边形变量喷涂示意图；

图9为变量梯形喷涂示意图；