在制造業(yè)中,涂裝環(huán)節(jié)是產品制造的重要環(huán)節(jié)。噴涂機器人因其可以改善噴涂作業(yè)工作環(huán)境差,降低工人工作強度,減少漆霧有毒氣體對操作人員的健康危害,提高生產效率而被廣泛使用。傳統(tǒng)的噴涂機器人操作模式采用示教編程,具有操作簡單,價格低,容易掌握的優(yōu)點,在平面噴涂時取得較好的效果。但是示教編程占用較多機器人時間,示教人員需長時間在有毒的環(huán)境中作業(yè),在面對曲面與內腔噴涂作業(yè)時,難以滿足噴涂質量要求。本文針對曲面與內腔噴涂作業(yè)存在的問題,以7自由度噴涂機器人作為操作對象,對離線編程主要模塊進行了設計與開發(fā),主要研究內容如下:（1）對離線編程系統(tǒng)組成模塊進行分析設計,詳細闡述了各模塊功能和作用。并對課題主要模塊設計和開發(fā)步驟進行簡單說明,確定了本課題采用Matlab工具箱設計運動學求解模塊和軌跡規(guī)劃模塊,通過SolidWorks軟件進行機器人和噴涂作業(yè)環(huán)境的建模與噴涂過程運動仿真。（2）基于通用三維圖像存儲格式STL進行噴涂軌跡規(guī)劃算法研究。首先,依照噴涂工件與機器人之間的相對位姿對STL中的數(shù)據(jù)進行更新,從更新后的數(shù)據(jù)中去除非噴涂面數(shù)據(jù)。其次,使用切平面法求工件模型與切平面的交點。然后,按照噴槍口的角... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 相關技術研究現(xiàn)狀
        1.3.1 路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.3.2 7自由度機器人逆解研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究意義和研究內容
    1.5 本章小結
第2章 離線編程系統(tǒng)總體設計
    2.1 引言
    2.2 離線編程系統(tǒng)研究方法
    2.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
        2.3.1 開發(fā)語言
        2.3.2 開發(fā)平臺
        2.3.3 開發(fā)方式
    2.4 主要功能模塊
        2.4.1 建模及標定模塊
        2.4.2 軌跡規(guī)劃模塊
        2.4.3 運動學計算模塊
        2.4.4 運動仿真模塊
    2.5 本章小結
第3章 基于STL文件模型的噴涂軌跡規(guī)劃
    3.1 引言
    3.2 STL文件簡介
    3.3 算法原理
    3.4 使用Matlab讀取STL
    3.5 三角形面片的分組與排序
        3.5.1 三角形面片的分組
        3.5.2 三角形面片的排序
    3.6 三角形面片交點計算和規(guī)劃路徑
        3.6.1 三角形面片的分類
        3.6.2 三角形面片交點的求解與排序
        3.6.3 規(guī)劃路徑
    3.7 建立噴涂軌跡點位姿矩陣
    3.8 算法仿真
    3.9 本章小結
第4章 7自由度噴涂機器人運動學求解
    4.1 引言
    4.2 坐標系建立
    4.3 7自由度噴涂機器人的運動學模型
        4.3.1 機器人姿態(tài)
        4.3.2 正運動學
    4.4 噴涂機器人逆運動學求解
        4.4.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡
        4.4.2 最小二乘法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡
    4.5 神經(jīng)網(wǎng)絡訓練集的優(yōu)化
        4.5.1 數(shù)據(jù)歸一化
        4.5.2 測試數(shù)據(jù)與中心點的選擇
    4.6 本章小結
第5章 機器人離線編程的實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 仿真平臺的搭建
    5.3 各模塊設計和實現(xiàn)
        5.3.1 建模及標定模塊
        5.3.2 軌跡規(guī)劃模塊
        5.3.3 運動學計算模塊
        5.3.4 運動仿真模塊
    5.4 本章小結
總結與展望
    全文總結
    工作展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]CCD中激光混合光斑的中心定位算法研究[D]. 吳佳敏.長安大學 2019
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[4]7-DOF噴涂機器人運動學分析及避障路徑規(guī)劃[D]. 甄晶博.蘭州理工大學 2019
[5]機器人離線編程系統(tǒng)的開發(fā)及其應用[D]. 鄧華健.廣東工業(yè)大學 2017
[6]基于三維圖形的工業(yè)機器人磨拋離線編程軌跡規(guī)劃技術研究[D]. 黃全杰.福州大學 2017
[7]冷軋連續(xù)退火爐加熱段溫度控制系統(tǒng)的研究與設計[D]. 宋星池.東北大學 2017
[8]基于遺傳算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡的碼垛機器人逆解研究[D]. 張鑫龍.西安建筑科技大學 2016
[9]用于焊接機器人離線編程系統(tǒng)的運動學分析及仿真[D]. 黃曉霞.華南理工大學 2015
[10]六自由度工業(yè)機器人運動學標定的研究[D]. 龔星如.南京航空航天大學 2012



本文編號：3682720