基于点云的喷涂机器人轨迹规划研究

"基于CAD模型的喷枪轨迹规划和基于点云切片技术的喷枪轨迹生成方法" 在喷涂机器人技术领域，喷枪轨迹规划是一项关键任务，它直接影响着喷涂的质量和效率。根据标题和描述，我们可以看到研究主要集中在两种喷枪喷雾形状：圆锥形和扇形体。本文主要讨论基于CAD模型的喷枪轨迹规划，特别是圆锥形喷雾形状的运用。 圆锥形喷雾形状的轨迹规划始于1986年，Kelin开发的基于CAD的离线编程系统允许用户设计和模拟喷枪与机器人的运动轨迹。这种技术随后在1989年由Duelen等人扩展，他们将离线编程技术应用于静电喷涂，建立了自由曲面上电场分布的数学模型。1991年，Suh等提出了自动轨迹生成系统ATPS，该系统整合了几何造型、喷涂工艺和机器人动力学，能够基于CAD模型生成优化的轨迹。 然而，随着技术的发展，基于CAD模型的规划逐渐被点云数据格式所补充。在孙国朋的硕士学位论文中，他提出了一种基于点云切片技术的喷枪轨迹生成方法，这种方法可以直接利用工件的点云模型来规划喷涂机器人的轨迹。这个过程包括获取工件点云数据、区域分割以简化曲面、对点云模型进行切片处理以确定喷涂路径、估算采样点的法向量以及根据法向量偏置喷枪距离，最终生成机器人喷枪的运动轨迹。 此外，论文还构建了一个喷枪轨迹生成原型系统，通过实际应用案例验证了这种方法的有效性。点云切片技术的优势在于它可以更准确地适应复杂工件的表面，提供更精确的轨迹规划，从而提升喷涂质量和效率。 喷涂机器人轨迹规划经历了从基于CAD模型到利用点云数据的演变，圆锥形喷雾形状作为早期的重要研究方向，而点云切片技术则为现代喷涂机器人离线编程提供了新的解决方案。这些研究成果对于提升机器人喷涂作业的安全性、质量和自动化水平具有重要意义。