熱噴涂機(jī)器人離線編程技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、熱噴涂可以高效制備多種功能性涂層，在我國各工業(yè)部門發(fā)揮著重要作用。機(jī)器人作為重要的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，它不僅可以保證和提高熱噴涂質(zhì)量，而且能減少人們在惡劣工況下工作、有效提高熱噴涂生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)加工成本，在熱噴涂領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。近幾年來，隨著機(jī)器人離線編程技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，有關(guān)涂層厚度分布數(shù)學(xué)模型的建立，噴槍軌跡優(yōu)化和噴涂自動化的研究成為國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本課題以旨在提高熱噴涂涂層質(zhì)量，優(yōu)化噴涂路徑，提高熱噴

2、涂生產(chǎn)效益為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合機(jī)器人離線編程技術(shù)，對熱噴涂涂層厚度生長和分布進(jìn)行了研究，揭示了涂層厚度分布的規(guī)律，并提出了優(yōu)化噴涂路徑的解決方式。本文對獨(dú)立外軸和協(xié)同外軸與熱噴涂機(jī)器人的協(xié)調(diào)運(yùn)作進(jìn)行了設(shè)計(jì)，優(yōu)化了機(jī)器人與外軸的運(yùn)動方式、工件安裝方式以及噴涂路徑的規(guī)劃分布，總結(jié)了有效提高涂層質(zhì)量和熱噴涂效益的方法。最后，利用ABB機(jī)器人離線編程軟件RobotStudio的二次開發(fā)接口，創(chuàng)建熱噴涂專用軟件，為優(yōu)化熱噴涂軌跡和輔助復(fù)雜工件的噴涂提供

3、了解決思路。本次研究主要由以下幾個部分內(nèi)容構(gòu)成：
　　第一部分介紹了熱噴涂機(jī)器人離線編程技術(shù)的研究背景及意義、熱噴涂技術(shù)、ABB機(jī)器人、機(jī)器人離線編程技術(shù)以及機(jī)器人在熱噴涂領(lǐng)域中的應(yīng)用以及主要內(nèi)容等。
　　第二部分建立了與實(shí)際車間相同的虛擬車間；研究了在機(jī)器人系統(tǒng)中添加機(jī)器人外軸設(shè)備以擴(kuò)展機(jī)器人的運(yùn)動范圍，實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜工件的噴涂。結(jié)果表明，機(jī)器人的移動速度 V、外軸設(shè)備旋轉(zhuǎn)角度θ、工件表面曲率半徑 r以及噴涂路徑和工件的安裝

4、方式等，都對涂層質(zhì)量和熱噴涂生產(chǎn)效益影響顯著，對其進(jìn)行優(yōu)化可控制涂層厚度的均勻性，提高涂層質(zhì)量和生產(chǎn)率。
　　第三部分介紹了幾種涂層的生長速率數(shù)學(xué)模型。通過定點(diǎn)噴涂實(shí)驗(yàn)，結(jié)合較為符合實(shí)際噴涂過程的高斯模型建立了機(jī)器人超音速火焰噴涂涂層的厚度分布數(shù)學(xué)模型，并用 MATLAB軟件的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際涂層厚度分布進(jìn)行了對比分析，證明了該模型的準(zhǔn)確性。在該模型的基礎(chǔ)上對平面噴涂軌跡間距進(jìn)行優(yōu)化，得出優(yōu)化噴涂間距，為優(yōu)化機(jī)器人噴涂路徑奠定了