喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法和系统，通过本发明专利技术的技术方案，建立了不同工况下的喷涂防水涂料沉积模型，并建立了涂层厚度优化模型，进一步优化了喷涂参数。以椭圆双β模型平面单点沉积模型为基础，建立了单条直线路径涂料沉积模型，探究了喷枪移动速度和涂层厚度分布的关系，确定喷涂厚度状态的准确性较高，因此，通过目标喷涂状态识别模型识别防水涂料的喷涂状态能够很好地确定防水涂料的喷涂状态，从而提高了防水涂料防水效果。涂料防水效果。涂料防水效果。

【技术实现步骤摘要】
喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法和系统


[0001]本专利技术涉及数据识别
，具体而言，特别涉及一种喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法和系统。

技术介绍

[0002]随着国家基建的快速发展，道路等级不断提高，桥梁构造物所占比例越来越大。由于以前大部分道桥桥面没有铺设防水层导致了道桥出现破损、开裂，影响了道桥的使用寿命。因此做好道桥的防水是保证道路质量的保证。随着道桥防水技术的发展，我国颁布了道桥用防水材料行业标准，为道桥工程质量提供了技术支持。目前对绿色环保生产方式的大力提倡，对传统的防水涂层广泛采用的手工喷涂方式产生了很大的冲击。
[0003]手工喷涂方式虽然适应性强，但要求工人在粉尘严重的喷涂房长时间工作，严重侵害工人身体健康，且喷涂工作效率低，还会产生较多的原料浪费。喷涂机器人的出现改变了传统的手工作坊生产方式，现有的空气喷涂模型有有限范围模型和无限范围模型两类,以柯西分布模型和高斯分布模型为代表的无限范围模型将喷涂理想化，涂料能在喷枪的作用下到达无穷远处，计算较为简单，能够直接对模型求取积分函数，减少求解时间，但是对真实的涂料沉积描述性一般，因此仅在对目标涂层质量要求很低时才会使用。
[0004]对于喷涂机器人而言，喷涂装置是确定的，涂料特性、外部环境和工件表面特征在同一批喷涂作业中也是不变的，不方便进行改变来提升喷涂品质。喷枪参数中，实际喷涂过程中，针阀位置调整好一般不再改变；供料压力最终改变的是喷涂流量，因此不需对其重复讨论；剩余的喷枪流量、雾化压力和喷幅压力是喷涂作业中的经常改变的参数。路径参数中，喷枪高度、喷枪速度会对最终的涂层厚度分布有较大的影响。在其他喷涂参数不变的前提下，喷枪高度越大，工件表面沉积图案的尺寸越大，单位时间内在喷涂覆盖区域的涂层厚度越小，当喷枪高度过大时，涂料在空气中耗散过多，易引发桔皮现象；相反，当喷枪高度过小时，涂料单位时间内在喷涂覆盖区域的涂层厚度越大，易引发流挂现象。在其他喷涂参数不变的前提下，喷枪移动速度越快，工件表面上一点的涂层累积时间越短，涂层厚度越小，为了达到目标的涂层厚度就需要反复喷涂；喷涂速度过慢时，工件表面上一点的涂层累积时间过长，涂层厚度超出预期设定值，也易引发流挂现象。

技术实现思路

[0005]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法和系统。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法，喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法包括以下步骤：S1：建立平面上涂层厚度分布模型，选取椭圆双β分布模型作为涂层厚度分布模型，喷枪开启后，当喷枪位置不变时，涂层在平面的沉积区域图案是类椭圆形，x 和y方向上的涂层厚度均满足β分布函数, S2：在y=u的x方向截面的涂层厚度分布可以用式（1）表示：
（1）；式中:
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表示y=u截面上单位时间内涂层厚度的最大值，表示x方向除层截面的β分布指数，,b分别为椭圆图案长轴和短轴的长度；在x=k的y方向截面的涂层厚度分布可以用式（2）表示：（2）；式中: 表示x=k截面上单位时间内涂层厚度的最大值，表示x方向涂层截面的β分布指数；S3：和分别表示为式(3) 和式(4):（3）（4）式中为单位时间内椭圆喷涂区域内的最大涂层沉积厚度；S4；表面喷涂区域内任意一点(x,y)处的涂层厚度分布函数可以用式(5) 或(6) 表示：（5）（6）厚度分布函数是以椭圆喷幅长短轴a,b和涂层生长率最大值为参数的；S5：将喷涂速度作为变量引入椭圆双β分布模型，建立直线路径的涂层厚度沉积模型，直线路径下椭圆形喷涂区域内一点的涂层沉积厚度是喷炬扫掠过程中所有覆盖到该点的喷枪路径点的厚度叠加之和，喷枪移动过程中所有经过P点的椭圆区域的y坐
标用含喷枪移动速度v的式（7）表示：（7），将式（7）代入式(5)中，到直线路径下各点的涂层厚度表达式为：（8）式中，自变量为喷幅。
[0007]作为优选方案，步骤S5中积分时间上限由于积分运算比较消耗计算资源，将(8)的积分运算写成离散叠加形式，如下所示:（9）。
[0008]作为优选方案，步骤S4中当喷枪高度h增大时，喷幅的长轴和短轴a,b也随之增大，用喷枪高度h、x向雾锥角度和y向雾锥角度θ来表征喷幅的长轴和短轴a,b则为：（10）；x 向雾锥角度和 y 向雾锥角度θ在喷涂过程中依靠调节雾化压力和喷幅压力来改变，喷枪流量q影响雾锥角度，拟合公式（11）来表述两个雾锥角与空气压力、喷枪流量的关系，和为雾锥角度系数，（11）；
单位时间内椭圆喷涂区域内的最大涂层沉积厚度thmax 与喷枪高度 h 和喷枪流量q用经验公式（12）表示，（12），式中 K 为涂层生长率系数。
[0009]进一步地，令，工件表面喷涂区域内任意一点处涂层厚度分布：（13）。
[0010]一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的方法。
[0011]一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。
[0012]本专利技术由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：以椭圆双β模型平面单点沉积模型为基础，建立了单条直线路径涂料沉积模型，探究了喷枪移动速度和涂层厚度分布的关系。机器人实施喷涂作业时，通常使喷枪沿工件表面匀速喷涂，因此需要以单点喷涂模型为基础，推导匀速直线路径下涂层厚度与喷涂速度间的函数关系。通过matlab对直线路径下的涂层厚度和几种喷枪移动速度关系进行仿真，其他喷涂参数不变的前提下，喷枪移动速度越快，工件表面上一点的涂层累积时间越短，涂层累积厚度越小，二者成反比例关系。
[0013]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0014]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得
明显和容易理解，其中：图1为椭圆双β喷枪模型图；图2为椭圆双β漆膜厚度分布模型图（其中a为立体，b为俯视）；图3为厚度分布模型图；图4为直线路径下的涂层厚度和喷枪移动速度关系；图5为喷涂速度与目标涂层厚度对应关系。
具体实施方式
[0015]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0016]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0017]下面结合图1至图5对本专利技术的实施例的喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法和系统进行具体说明。
[0018]如图1、图2所示，本专利技术提出了一种喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷涂沥青防水涂料沉积模型的建模方法，其特征在于,具体包括以下步骤：S1：建立平面上涂层厚度分布模型，选取椭圆双β分布模型作为涂层厚度分布模型，喷枪开启后，当喷枪位置不变时，涂层在平面的沉积区域图案是类椭圆形，x 和y方向上的涂层厚度均满足β分布函数,S2：在y=u的x方向截面的涂层厚度分布可以用式（1）表示：（1）；式中: 表示y=u截面上单位时间内涂层厚度的最大值，表示x方向除层截面的β分布指数，a,b分别为椭圆图案长轴和短轴的长度；在x=k的y方向截面的涂层厚度分布可以用式（2）表示：（2）；式中: 表示x=k截面上单位时间内涂层厚度的最大值，表示x方向涂层截面的β分布指数；S3：和分别表示为式(3) 和式(4):（3）（4）式中为单位时间内椭圆喷涂区域内的最大涂层沉积厚度；S4；表面喷涂区域内任意一点处的涂层厚度分布函数可以用式(5) 或(6) 表示：（5）
（6）厚度分布函数是以椭圆喷幅长短轴a,b和涂层生长率最大值为参数的；S5：将喷涂速度作为变量引入椭圆双β分布模型，建立直线路径的涂层厚度沉积模型，直线路径下椭圆形喷涂区域内一点的涂层沉积厚度是喷炬扫掠过程中所有覆盖到该点的喷枪路径点的厚度叠加之和，喷枪移动过程中所有经过P点的椭圆区域的y坐标用含喷枪移动速度v的式（7）表示：（7），将式（7）代入式(5)中，直线路径下各点的涂层厚度表达式为：（8）式中，自变量为喷幅。2.根据权利要求1所述的一种喷涂沥青防水涂料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣博，李春玲，王寿军，辛海洋，
申请(专利权)人：山东北方创信防水科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：