一种基于CAD数模面信息数据的喷涂路径生成方法技术

本发明专利技术提供一种基于CAD数模面信息数据的喷涂路径生成方法，属于工具路径自动生成领域，步骤：1)建立面信息数据结构，设置工艺参数：喷涂搭接距离和喷涂距离。2)根据面信息数据确定喷涂方向以及能否喷涂，存入面数据，生成拓扑信息，得到面与面之间关系的拓扑数据，依据面数据和面拓扑数据生成组合面权重数据。3)从组合面向量(面拓扑数据)中找到权重最大的面，进行喷涂路径自动生成，之后再从剩余面拓扑数据中找到权重最大的面进行喷涂路径生成，以此类推，将所有组合面的喷涂路径规划完毕。毕。毕。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CAD数模面信息数据的喷涂路径生成方法


[0001]本专利技术属于工具路径自动生成领域，涉及一种基于CAD数模面信息数据的喷涂路径自动生成方法。

技术介绍

[0002]所有工件在出厂前都会经过喷涂工序，以提高产品抗腐蚀性和美观度。人工喷涂存在劳动强度大，喷涂效率低等问题，且喷涂过程中会产生有害气体，给身体带来伤害。目前的喷涂机器人仅适用于产品批量大，规格固定的生产线使用，无法满足零件较小，种类繁多，工件表面形状复杂的喷涂作业需求。针对固定规格零件的喷涂路径也都是经过人工示教喷涂或者使用专用软件进行人工交互式离线编程，对于小零件和种类繁多、表面形状复杂的喷涂路径生成就不合适了。
[0003]为了解决对于多而杂的小零件喷涂作业路径规划问题，从提高作业效率，提高喷涂质量，节省喷涂路径规划时间的角度考虑，有必要从路径生成方法上着手研究，寻找一种可以自动生成多种复杂小零件喷涂作业路径的计算方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决种类多而且表面复杂的零件喷涂作业路径的自动生成问题，提出一种基于CAD数模的面信息数据的实现喷涂路径自动生成方法，其中所述的面信息数据包括面的位姿矩阵、面质心坐标、面法线、面的面积大小、面边缘最大x坐标、面边缘最大y坐标、面边缘最小x坐标、面边缘最小y坐标、面索引、主方向矢量、主方向长度等。首先，设定喷涂搭接距离和喷距。然后对数模的面信息数据进行处理得到面数据和组合面的拓扑信息数据，根据面数据和组合面拓扑数据生成组合面权重数据。组合面可以是三面相交，两面相交，单面等，组合面拓扑数据包括相邻面的索引，喷涂主方向的起始点，喷涂主方向的终点。从组合面向量(面拓扑数据)中找到权重最大的面，进行喷涂路径自动生成，之后再从剩余面拓扑数据中找到权重最大的面进行喷涂路径生成，以此类推，将所有组合面的喷涂路径规划完毕。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于CAD数模面信息数据的喷涂路径生成方法，包括以下几个步骤：
[0007]第一步，读取零件的面信息数据，设置喷涂搭接距离和喷涂距离。所述的面信息数据包括面的位姿矩阵、面质心坐标、面法线、面的面积、面索引、面的临时喷涂方向。
[0008]第二步，根据面信息数据确定暂定喷涂方向以及能否喷涂，存入面数据向量。
[0009]第三步，生成组合面拓扑数据。要分别先确定喷枪方向、喷涂路径方向，在这基础上确定喷枪的姿态四元数。
[0010]将两面相交或者三面相交的组合面信息写入面拓扑数据向量中。面拓扑数据包括拓扑连接面索引、喷枪方向、喷涂路径方向起点、喷涂路径方向终点、喷枪姿态四元数等。
[0011]第四步，根据面积信息计算面数据中单面的权重和面拓扑数据中两面相交或者三
面相交的组合面的权重。生成的权重信息写入面权重数据。
[0012]第五步，从面权重数据中找到权重最大的未规划路径的组合面或者单面，组合面根据面与面的交线和面的极值点确定组合面的喷涂平面和喷枪姿态，单面以自身的平面作为喷涂平面，自身喷枪姿态作为喷涂平面的喷枪姿态。最后基于喷涂平面结合喷枪姿态规划喷涂平面的喷涂路径。遍历搜索直到把所有未规划路径的组合面或者单面的路径规划完毕。
[0013]本专利技术的有益效果为：
[0014]本专利技术针对目前离线喷涂路径规划效率低，不适合品种多且表面复杂零件的批量喷涂的情况，通过设定喷涂搭接距离、喷距，利用开发的算法自动生成喷涂路径，实现喷涂作业效率和质量的提升。本专利技术提出的方法可以快速生成喷涂路径，降低人力成本，提高作业效率。
附图说明
[0015]图1为本专利技术路径生成总流程图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术解决的方法问题、采用的方法方案和达到的方法效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。
[0017]如图1所示，本专利技术实施例提供的一种基于CAD数模面信息数据的喷涂路径自动生成方法包括：首先，建立面信息数据结构，设置工艺参数：喷涂搭接距离和喷涂距离。其次，根据面信息数据确定喷涂方向以及能否喷涂，存入面数据，生成拓扑信息，得到面与面之间关系的拓扑数据，依据面数据和面拓扑数据生成组合面权重数据。最后，从组合面向量(面拓扑数据)中找到权重最大的面，进行喷涂路径自动生成，之后再从剩余面拓扑数据中找到权重最大的面进行喷涂路径生成，以此类推，将所有组合面的喷涂路径规划完毕。具体包括以下步骤：
[0018]第一步，从磁盘路径face_info_path读取零件的面信息数据，设置喷涂搭接距离pathwidth和喷涂距离pathdistance。
[0019]第二步，根据面信息数据RTed_face_information确定暂定喷涂方向以及能否喷涂，存入面数据facedata向量。具体地：
[0020]建立零件所在平台载体的坐标系，遍历所有面信息数据，根据面的法向量与平台坐标系的关系确定该面是否可喷涂，根据面的主方向和主方向长度确定临时喷涂方向，将完善的数据写入面数据向量，面数据包括面中心坐标，面法线，面的面积，面轮廓的最大x、最大y、最小x、最小y坐标值，面索引，面主方向，面主方向长度，面的临时喷涂方向，是否可喷涂信息。
[0021]第三步，生成组合面拓扑数据facetopodata。要分别先确定喷枪方向，喷涂路径方向，在这基础上确定喷枪的姿态四元数。
[0022]根据面数据找到两两面之间拓扑关系即是否是拓扑连接面，对于相交的两个面，
根据面积权重确定组合面喷枪的方向：
[0023]Aa＝faces_areasize[a]*a_normal+faces_areasize[b]*b_normal
[0024]Aa.normalize()
[0025]对于相交的两个面，再寻找一下它们都相交的面，可以确定是否为三面相交情况。对于三面相交的情况，根据三个相交面的面积权重确定组合面喷枪方向：
[0026]Aa＝faces_areasize[a]*a_normal+faces_areasize[b]*b_normal+faces_areasize[c]*c_normal
[0027]Aa.normalize()
[0028]两面相交的喷涂路径方向根据两面的极值点在它们交线上的投影点确定。三面相交情况根据最大的两个面的极值点在它们交线上的投影点确定合成后喷涂路径。
[0029]以喷枪姿态为z轴，以合成后的喷涂路径为y轴建立坐标系，确定喷涂姿态四元数。
[0030]将两面相交或者三面相交的组合面信息写入面拓扑数据向量中。面拓扑数据包括拓扑连接面索引，喷枪方向，喷涂路径方向起点，喷涂路径方向终点，喷枪姿态四元数等。
[0031]第四步，根据面积信息计算面数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CAD数模面信息数据的喷涂路径生成方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，读取零件的面信息数据，设置喷涂搭接距离和喷涂距离；所述的面信息数据包括面的位姿矩阵、面质心坐标、面法线、面的面积、面索引、面的临时喷涂方向；第二步，根据面信息数据确定暂定喷涂方向以及能否喷涂，存入面数据向量；具体的：建立零件所在平台载体的坐标系，遍历所有面信息数据，根据面的法向量与平台坐标系的关系确定该面是否可喷涂，根据面的主方向和主方向长度确定临时喷涂方向，将完善的数据写入面数据向量；第三步，生成组合面拓扑数据；要分别先确定喷枪方向、喷涂路径方向，在这基础上确定喷枪的姿态四元数；根据面数据找到两两面之间拓扑关系即是否是拓扑连接面，对于相交的两个面，根据面积权重确定组合面喷枪的方向；并对于相交的两个面，再寻找一下它们都相交的面，可以确定是否为三面相交情况；对于三面相交的情况，根据三个相交面的面积权重确定组合面喷枪方向；两面相交的喷涂路径方向根据两面的极值点在它们交线上的投影点确定；三面相交情况根据最大的两个面的极值点在它们交线上的投影点确定合成后喷涂路径；将两...

【专利技术属性】
技术研发人员：宿涛，陈晓永，杨五兵，黄朝晖，卢刚，赖庆文，刘子强，宋立滨，冯双芹，
申请(专利权)人：中航沈飞民用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：