[发明专利]一种边界约束喷涂轨迹规划边界约束距离值的设定方法

权利要求书

1.一种边界约束喷涂轨迹规划边界约束距离值的设定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，基于建立的喷枪变位姿静态喷涂模型，构建喷枪沿圆弧路径的动态喷涂模型，所述喷枪的喷炬空间形状为圆锥体；

步骤2，以工件边界处满足允许的最低涂膜厚度为要求，对边界约束距离进行定义，并分别阐明边界曲线的曲率半径、喷涂高度和喷涂倾角对边界约束距离的影响规律；

步骤3，根据待喷涂工件表面的边界曲线形状，设定统一边界约束距离值，以确保边界处的涂膜厚度质量处处都满足要求。

2.根据权利要求1所述的一种边界约束喷涂轨迹规划边界约束距离值的设定方法，其特征在于，步骤1中基于建立的喷枪变位姿静态喷涂模型，构建喷枪沿圆弧路径的动态喷涂模型，具体步骤如下：

101、基于一种喷炬空间形状为圆锥体的抛物线模型，所述抛物线模型表示为：假设喷枪喷涂时涂料流量q_v和喷炬圆锥张角φ不变，考虑喷枪相对于喷涂表面的位姿为可控参数，所述位姿为喷涂高度H和喷涂倾角α，喷枪在平面上变位姿静态喷涂后，在喷幅范围内任意点(x,y)的涂料沉积模型可表示为

其中，A为常量；

当喷枪以静态倾角喷涂时，在平面上形成的喷幅形状为椭圆，其中椭圆的长轴a和短轴b分别为：

其中，a₁(H,α),a₂(H,α)分别为：

102、当喷枪沿圆弧路径轨迹动态喷涂时，设圆弧路径半径为r，圆弧的曲率中心为O′，喷枪速率方向为圆弧路径的切线方向，喷枪在圆弧路径轨迹上的动态喷涂速率为v，喷幅范围内任意一点S上的喷涂速率为v_s，点S所在圆弧的曲率半径为r_S，以圆弧路径曲率半径方向为x轴，喷枪速率方向为y轴建立直角坐标系，其中表示喷幅范围内点S被喷枪扫掠过的弧长，在同一段圆弧上喷枪在切线方向的喷涂速率是不变的，假设喷枪固定不动，喷涂过程可看作是椭圆形喷幅范围内任意点S绕O′点做的匀速圆周运动，因此任意点S通过椭圆形喷幅范围的时间为通过对公式(1)进行积分，建立喷枪沿圆弧路径轨迹动态喷涂后喷幅范围内任意点S的涂膜厚度模型为

式(6)中，任意点S上的喷涂速率及其所在y轴坐标值分别为：

点S被喷枪扫掠过的弧长为：

式(7)、(8)和(9)中的r_s、和p分别为：

r_S＝r-x (10)

式(12)中的q和j分别为：

将式(8)代入式(6)中，即可得到喷幅范围内任意点S的涂膜厚度的模型。