[发明专利]一种针对自动化喷涂工艺的零件涂层厚度计算和仿真方法

说明书

本发明公开了一种针对自动化喷涂工艺的零件涂层厚度计算和仿真方法，包括如下步骤：步骤S1：根据喷枪喷涂模型和喷涂轨迹，对工件表面的喷涂累积厚度进行计算；步骤S2：利用三维显示软件，实现零件表面的喷涂累积厚度可视化仿真显示。该方法能够根据自动化喷涂系统的喷枪模型和轨迹信息，对喷涂厚度进行计算，并利用三维显示软件对喷涂厚度进行精确、直观的仿真显示，根据仿真显示的喷涂厚度，可以快速地进行喷涂质量评估以及对喷涂参数和喷涂轨迹进行优化。

技术领域

本发明属于自动化喷涂领域，具体涉及一种针对自动化喷涂工艺的零件涂层厚度计算和仿真方法。

背景技术

随着智能制造的不断升级，自动化喷涂系统越来越多的应用在喷涂作业中。喷涂应用领域的拓展和深入，工件形状越来越复杂，对喷涂厚度和均匀性的要求也越来越高。对于自动化喷涂系统的喷涂质量要求，现只能在实际执行喷涂程序后，人工检测零件表面的喷涂质量。若存在不满足工艺需求的区域，则需要不断进行轨迹调整和实际喷涂测试。而实际喷涂测试一般花费时间较长，并且会浪费大量涂料，造成一些不合格的产品。

目前，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如申请号为201010109061.3的专利公开了一种能够对喷枪喷涂技术参数进行仿真的装置。该装置采用光电技术模拟实际喷涂过程，利用电磁喷枪和光电显示屏对喷涂进行仿真，对喷涂参数的实时显示与反馈，避免了喷涂测试时的污染浪费。该方法只对喷涂的实验参数自动化显示，但并未对喷涂结果进行仿真。现有的自动化喷涂系统主要集中于喷涂轨迹的产生，申请专利号为201410545717.4的专利公开了一种多参数时变机器人喷涂方法，该方法考虑了如何基于实变的喷涂参数规划喷涂路径，但也未具体涉及喷涂厚度仿真。

另外，本申请人申请号为201810273972.6的专利《一种基于球坐标系的喷涂厚度累积速率的计算方法》公开了一种基于球坐标系的涂料供流速率模型。在给定喷枪喷涂参数的条件下，该方法提出了喷枪在任意曲面上的涂料供流速率模型,但并未对曲面上的厚度进行计算和仿真显示。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，为了能够在自动化喷涂系统中快速高效直观地进行喷涂质量评估，本发明提出一种针对自动化喷涂工艺的零件涂层厚度计算和仿真方法，该方法能够根据自动化喷涂系统的喷枪模型和轨迹信息，对喷涂厚度进行计算，并利用三维显示软件对喷涂厚度进行精确、直观的仿真显示，根据仿真显示的喷涂厚度，可以快速地进行喷涂质量评估以及对喷涂参数和喷涂轨迹进行优化。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种针对自动化喷涂工艺的零件涂层厚度计算和仿真方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据喷枪喷涂模型和喷涂轨迹，对工件表面的喷涂累积厚度进行计算；

步骤S2：利用三维显示软件，实现零件表面的喷涂累积厚度可视化仿真显示；其中，所述步骤S1包括如下步骤：

步骤S1.1：通过喷涂实验和喷涂参数建立喷枪涂料供流速率模型函数，然后采用“喷射法”建立喷枪在任意曲面上某点的喷涂厚度累积速率模型；

步骤S1.2：在工件表面提取喷涂厚度计算的网格点；

步骤S1.3：输入喷枪运动轨迹，并将轨迹进行离散；

步骤S1.4：根据喷枪运动轨迹及喷涂厚度累积速率模型，计算曲面上网格点的累积厚度；

所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S2.1：根据不同的应用场景需要，分别确定不同的喷涂厚度显示模式以及每个网格点对应的厚度显示值；

步骤S2.2：借助三维显示软件显示喷涂工件模型，将待喷涂工件模型导入三维显示软件中，并且实现对喷涂厚度的三维可视化；

步骤S2.3：将每个网格点的厚度显示值显示在软件中，对喷涂厚度进行仿真显示，并且对喷涂质量进行分析。