基于点云切片的喷涂机器人轨迹规划方法研究

本文主要探讨了点云模型在喷涂机器人喷枪轨迹规划中的应用，以及如何使用基于点云切片技术的方法生成喷涂机器人的运动轨迹。作者孙国朋在江苏大学攻读机械设计及理论硕士学位期间，研究了离线编程在喷涂工艺中的优势，旨在提高喷涂质量，保护工人健康，并实现自动化喷涂。 在现代工业中，点云模型已经成为产品数字化测量的重要手段，它是由大量离散测量点构成，能够详细描述物体表面的形状和结构。随着数控、计算机和测量技术的发展，获取点云数据变得更加便捷，这对于复杂工件的喷涂作业尤其重要。传统的示教编程方法可能对工人的健康造成危害，而离线编程则能有效避免这种问题。 本文重点研究了两个关键点： 1) 提出了一种基于点云切片技术生成喷涂机器人喷枪轨迹的策略。首先，需要获取工件的点云数据；接着，对数据进行区域分割，简化曲面并逐个输出；然后，对简化后的点云模型进行切片处理，根据切片方向确定喷枪的运动路径；再者，计算每个采样点的法矢量；最后，通过法矢量偏置确定喷枪与工件之间的距离，从而生成机器人的运动轨迹。 2) 设计了基于此技术的喷涂机器人喷枪轨迹生成系统的架构，并构建了原型系统，对提出的轨迹生成方法进行了验证。通过实际案例，证明了该方法的有效性，能够生成准确的喷枪运动轨迹，提高喷涂精度和效率。 关键词：喷涂机器人，区域分割，点云，切片 本文的研究对于喷涂机器人技术的进步具有重要意义，不仅优化了喷涂工艺，还为喷涂机器人离线编程系统的开发提供了新的思路和技术支持。