施釉机器人是一种先进的涂装设备,可以实现连续高效的陶瓷施釉,提高施釉产品质量,改善工人工作环境。针对施釉示教的釉层厚度不均问题,课题对机器人施釉示教仿真关键技术进行研究,以预测釉层厚度并优化提升施釉产品的釉层均匀性。主要研究内容如下:1)建立平面上的釉料堆积速率模型,根据几何面积放大理论推导出曲面的釉料堆积速率模型,结合积分原理得出釉层厚度的算法,由此算法计算釉层厚度时,需要曲面的位置、法矢信息和喷枪的位姿参数。2)为获取计算釉层厚度所需数据,对曲面点云数据处理方法进行研究:基于点云切片理论,提出一种可以大幅简化点云数据的切片处理方法;研究通过MESHLAB软件由点云位置计算曲面的法矢的方法;得出由点云位置和法矢信息计算喷枪位姿参数的偏置算法。3)设理想釉层厚度50μm,釉层波动范围为40~60μm,进行曲面釉层仿真:研究拉伸曲面的轨迹优化和釉层厚度仿真。获取并处理曲面的点云数据;设置一组示教轨迹,仿真出釉层厚度,此时釉层厚度不均,最大厚度116.42μm,最小厚度19.73μm;使用局部极值搜索法和遗传算法,对曲面进行轨迹优化,仿真出釉层厚度,所得釉层厚度为44.68~57.34μm。研究组合曲面的轨迹优化和釉层厚度仿真。获取并处理抽水马桶的部分曲面点云数据;为更快取得施釉均匀的轨迹,不设示教轨迹,直接以局部极值搜索法进行轨迹优化,仿真出釉层厚度,优化后釉层厚度为42.36~57.13μm。釉层厚度仿真结果与预期相符,证明所建立釉料堆积速率模型、釉层厚度算法正确,建立的釉层厚度仿真程序可行;优化后釉层厚度均匀性提高,证明轨迹优化有效。图48幅;表2个;参50篇。