[发明专利]一种用于对称旋转体的热喷涂机器人轨迹规划方法

权利要求书

1.一种用于对称旋转体的热喷涂机器人轨迹规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、在空间坐标系内建立对称旋转体，以对称旋转体的任意一条母线作为热喷涂机器人的索引曲线；

步骤2、计算最佳的喷涂步长，以喷涂步长为基准将索引曲线进行离散化处理，获取路径点，将热喷涂机器人喷枪的喷涂起点设置在路径点相应的位置上；

步骤3、根据热喷涂机器人喷枪的直线移动速度值，计算对称旋转体外轴旋转速度，其中，热喷涂过程中外轴旋转速度的约束范围为：n为外轴旋转速度，w为喷枪的直线移动速度值，R为截圆锥体最小半径；

步骤4、根据各个路径点所在截面半径，计算各个热喷涂机器人喷枪在对称旋转体进行旋转时喷涂面上的移动速度，其中，计算各个热喷涂机器人喷枪在对称旋转体进行旋转时喷涂面上的移动速度的公式为：

其中，v_i为喷涂面上路径点处的移动速度，n为外轴旋转速度，L为喷涂步长，R_i为旋转半径，且机器人喷枪的移动速度和截面半径的大小成反比，即从P₁点到P₂点的喷枪移动速度应当满足下式要求：

其中，v₁、v₂为P₁和P₂点瞬时喷枪速度，R₁、R₂为P₁和P₂点的旋转半径；

步骤5、顺次连接各路径点生成热喷涂机器人路径，对称旋转体绕外轴进行旋转，喷枪在对称旋转体上扫掠生成的轨迹即为机器人的喷涂轨迹。

2.根据权利要求1所述的用于对称旋转体的热喷涂机器人轨迹规划方法，其特征在于，该方法中的对称旋转体包括：圆锥、圆台和圆柱。

3.根据权利要求1所述的用于对称旋转体的热喷涂机器人轨迹规划方法，其特征在于，步骤2中计算最佳的喷涂步长的方法包括：通过经验数值设置最佳喷涂步长；通过涂层厚度公式计算最佳喷涂步长。

4.根据权利要求3所述的用于对称旋转体的热喷涂机器人轨迹规划方法，其特征在于，该方法中通过涂层厚度公式计算最佳喷涂步长的方法为：

涂层厚度公式为：

其中，Thick(x)为涂层厚度，k为热喷涂涂层剖面面积，p为路径步长，n为第n条单道路径，m为喷涂遍数，x为喷涂面长度，μ、σ为高斯分布系数；

在指定涂层厚度Thick(x)后，通过试凑法给喷涂步长p赋值，将计算的涂层厚度与给定的涂层厚度进行比较，从而选出最佳喷涂步长值。

5.根据权利要求1所述的用于对称旋转体的热喷涂机器人轨迹规划方法，其特征在于，步骤5中生成热喷涂机器人路径的方法为：

将离散话的路径点用数组的形式表示，建立路径点序列T[i]，其中i为索引序列路径点，在路径点T[i]处喷枪以速度v_i移动一个步长L，对称旋转体绕外轴以速度n旋转一周，当喷枪经过所有的路径点后，喷枪在对称旋转体上扫掠过的轨迹即为热喷涂机器人的喷涂轨迹。

6.根据权利要求1所述的用于对称旋转体的热喷涂机器人轨迹规划方法，其特征在于，该方法中的外轴表示驱动对称旋转体绕中心对称轴匀速旋转的机械装置。