一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法技术

本发明专利技术涉及机器人喷涂加工领域，具体是一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法，其具体步骤如下：A、模式选择；B、建立坐标系并导入机器人模型、工件模型及设定参数；C、生成用于碰撞检测的网格模型；D、生成几何基元列表并转换为喷涂基元列表；E、喷涂基元路径规划并生成工件的完整喷涂路径；F、机器人关节臂运动规划；G、检查关节臂的速度和加速度是否超限；H、细节路径规划并生成喷涂程序。本发明专利技术实现了多姿态平面组合型构件，例如典型钢结构件的机器人喷涂自动路径规划方法，所输出的喷涂程序可直接在实际机器人控制器中运行；与人工示教作业相比，使用该方法可降低操作者的劳动强度，改善操作者的工作环境，易于集中处理相关污染源。

An Automatic Path Planning Method for Steel Structure Robot Spraying

The invention relates to the field of robotic spraying processing, in particular to an automatic path planning method for steel structure robotic spraying. The specific steps are as follows: A, mode selection; B, establishing coordinate system and importing robot model, workpiece model and setting parameters; C, generating grid model for collision detection; D, generating geometric primitive list and converting it into spraying primitive list; E, spraying primitive list; Primitive path planning and generating the complete spraying path of the workpiece; F, robot joint arm motion planning; G, check whether the speed and acceleration of the joint arm exceed the limit; H, detail path planning and generating spraying program. The invention realizes an automatic path planning method for robotic spraying of Multi-Attitude planar composite components, such as typical steel structure components, and the output spraying program can be directly run in the actual robot controller; compared with manual teaching operation, the method can reduce the labor intensity of the operator, improve the working environment of the operator, and be easy to centralize the relevant pollution sources.

【技术实现步骤摘要】
一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法
本专利技术涉及机器人喷涂加工领域，具体是一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法。
技术介绍
当前钢结构行业的喷涂普遍采用人工作业，人工作业的方式存在诸多问题：喷涂质量一致性较差、效率偏低、操作者存在健康隐患、造成一定的环境污染等等。与其相比，机器人喷涂系统具有可重复性好、喷涂质量稳定、工作效率高、可集中处理相关污染源类优点。在机器人喷涂应用中，喷涂路径规划问题一直是难点和研究热点之一，而喷涂路径规划又可以分解为两方面：1.机器人第六轴末端工具在工件表面的喷涂路径规划，简称为路径规划；2.机器人各关节臂的运动轨迹规划，简称为轨迹规划。对于具体的喷涂应用，研究者更关注的是前者，因为只需为后者选择一种通用的机器人轨迹规划算法即可。典型钢结构件具有以下特点：1.从几何上看，它是由多种不同位置姿态的平面所组合而成的较复杂三维构件；2.在某个维度，假设为y方向，其尺寸远大于另外两个维度的尺寸，且y方向尺寸远超出六自由度喷涂机器人的工作范围；3.几乎所有的外表面都要求被涂料所覆盖。因此，在钢结构喷涂应用中，目前公开发表的路径规划方法几乎不能胜任。如中国专利公开号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法，其具体步骤如下：A、模式选择：选择喷涂系统的布置模式为输送线模式或者第七轴模式；B、建立坐标系并导入机器人模型、工件模型及设定参数；C、生成用于碰撞检测的网格模型；D、生成几何基元列表并转换为喷涂基元列表；E、对各喷涂基元进行路径规划，生成工件的完整喷涂路径；F、机器人关节臂运动规划：根据喷涂路径以及机器人工作速度和加速度信息，给出机器人六个关节臂的速度曲线和加速度曲线；G、检查关节臂的速度和加速度是否超限：检查机器人关节空间的速度、加速度是否超限，若超限则计算出超限因子，并据此减小笛卡尔移动速度和加速度、旋转速度和加速度；H、细节路径规划并生成喷涂程...

【技术特征摘要】
1.一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法，其具体步骤如下：A、模式选择：选择喷涂系统的布置模式为输送线模式或者第七轴模式；B、建立坐标系并导入机器人模型、工件模型及设定参数；C、生成用于碰撞检测的网格模型；D、生成几何基元列表并转换为喷涂基元列表；E、对各喷涂基元进行路径规划，生成工件的完整喷涂路径；F、机器人关节臂运动规划：根据喷涂路径以及机器人工作速度和加速度信息，给出机器人六个关节臂的速度曲线和加速度曲线；G、检查关节臂的速度和加速度是否超限：检查机器人关节空间的速度、加速度是否超限，若超限则计算出超限因子，并据此减小笛卡尔移动速度和加速度、旋转速度和加速度；H、细节路径规划并生成喷涂程序：根据高度值height与喷涂间距参数interval之间的相对大小关系，进行细节路径规划并按照制定的规范自动生成最终的喷涂程序，整个规划过程结束。2.根据权利要求1所述的一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法，其特征在于：所述步骤A的输送线模式，由输送线带着工件移动来实现工件整体与机器人之间的平移运动；所述步骤A的第七轴模式，由线性附加轴带着机器人移动来实现工件整体与机器人之间的平移运动。3.根据权利要求1所述的一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法，其特征在于：所述步骤B中设定参数的第一部分是机器人工作参数；第二部分是其它设备的工作参数；第三部分是路径规划相关参数；第四部分是程序生成相关参数。4.根据权利要求1所述的一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法，其特征在于：所述步骤D中将几何基元转换为喷涂基元的处理操作，包括对梯形类几何基元的处理：依据梯形分割准则，将其转换为相应类型的喷涂基元。5.根据权利要求1所述的一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法，其特征在于：所述步骤D中将几何基元转换为喷涂基元的处理操作，包括对平行四边形类几何基元的处理：依据最小基元阈值和线-面阈值参数，将其转换为相应类型的喷涂基元。6.根据权利要求1所述的一种钢结构机器人喷涂自动路径规划方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑龙，郑磊，冯海生，平国祥，陈圣亮，储昭琦，
申请(专利权)人：希美埃芜湖机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34