喷涂机器人轨迹生成：基于点云切片的路径规划方法

本文主要探讨了喷涂机器人在喷涂工艺中的轨迹规划问题，特别是如何通过离线编程方法生成有效的喷枪路径。作者孙国朋在江苏大学攻读机械设计及理论硕士期间，研究了基于点云切片技术的喷枪轨迹生成方法，为喷涂机器人的自动喷涂作业提供了一种新的解决方案。 在喷涂机器人技术中，传统的示教编程方法可能对工人的健康造成威胁，并且难以确保喷涂质量和效率。因此，采用离线编程方法来规划机器人的运动轨迹成为了一个重要的发展方向。孙国朋的研究主要集中在以下两个方面： 1) 基于点云切片技术的喷枪轨迹生成：首先，获取工件的三维点云数据，然后对数据进行区域分割，简化复杂的工件表面。通过切片处理，将点云数据在不同的高度层面上进行切割，得到一系列有序的切片截面。关键在于，相邻切片的排序方向需相反，以确保喷枪能在完成一条路径后顺畅地过渡到下一条路径。接着，计算每个采样点的法向量，并根据法向量偏移喷枪到工件的距离，最终生成机器人喷枪的运动轨迹。 2) 喷枪轨迹生成系统的架构与原型实现：孙国朋构建了一个基于点云切片技术的喷枪轨迹生成原型系统，验证了所提出的方法。通过实际案例，证明了这种方法能够有效生成喷枪轨迹，从而实现机器人自动喷涂。 这一研究为喷涂机器人离线编程系统的开发和应用提供了新的思路，有助于提高喷涂效率，减少人为因素影响，同时保证喷涂质量。关键词包括：喷涂机器人、区域分割、点云、切片等，这些都是理解该研究领域的重要概念。 孙国朋的硕士论文深入研究了喷涂机器人轨迹规划中的关键问题，通过点云切片技术优化了喷涂路径生成，为实现喷涂机器人的自动化、智能化作业奠定了基础。这一成果对于提升工业生产效率，降低喷涂作业风险具有重要意义。