[发明专利]一种燃气轮机部件曲面喷涂轨迹算法

权利要求书

1.一种燃气轮机部件曲面喷涂轨迹算法，使用6轴关节机器人对部件曲面进行喷涂，其特征在于：所述曲面喷涂轨迹算法包括以下步骤：

步骤1、初始分区：取任意曲面上垂直的竖向截线，在该竖向截线上截取n个点，再每一个点上画取一条横向截线，将每个横向截线分割成m个点，并形成多个区域；

步骤2、采集分区：将机器人喷枪的喷射点垂直于部件表面，并保持最优距离，采集步骤1中形成分割点的空间坐标信息、姿态旋转四元数信息及所有点的轴配置信息，分别录入不同结构体中并将通过数据转换算法进行校准；

步骤3、区域分割轨迹点：通过算法对步骤1中的区域进行分割，保证分割份数为偶数个，得到机器人的喷涂轨迹点；所述区域分割轨迹点具体流程如下：算法通过最优喷涂间距对每个区域进行分割，保证分割后区域份数为偶数个，得到机器人所有的喷涂轨迹点，机器人按该轨迹点进行行走喷涂，n:竖向初始分区点，m:横向初始分区点，l{n}:所有相邻线段的距离；LAve:所有相邻线段距离的平均值；StartStep:起始测试间距取3mm；NAve：计算的分割份数；s{n}:每根相邻线段经过Nave分割后的间距；

Pmx{n}:存放(Pm1…Pmn)的x轴坐标数据，

P(m+1)x{n}:存放(P(m+1)1…P(m+1)n)的x轴坐标数据，

Pmy{n}:存放(Pm1…P1mn)的y轴坐标数据，

P(m+1)y{n}:存放(P(m+1)1…P(m+1)n)的y轴坐标数据，

Pmz{n}:存放(Pm1…Pmn)的y轴坐标数据，

P(m+1)z{n}:存放(P(m+1)1…P(m+1)n)的y轴坐标数据，

所述算法步骤如下：

1)、计算所有相邻线段的距离存放于l{n}数组中；

2)、计算所有相邻线段距离的平均值LAve；

3)、执行分割份数计算循环，使用起始测试间距计算分割的份数，并且取整数，若为奇数则分割份数自动减1；

NAve＝Lave/StartStep；

4)、计算每根相邻线段经过NAve分割后的间距s{n}；

s{n}＝l{n}/Nave；

5)、判断所有的s{n}是否有超过最佳间距5mm的情况，超过则将StartStep-0.1后重新从步骤3开始执行循环，直至所有线段的间距都在最优范围内；

步骤4、计算机器人最佳行走轨迹点：对轨迹点坐标和姿态旋转信息的空间插补算法，得出机器人最佳行走轨迹；

步骤5、喷涂：执行喷涂工作；

步骤6、喷涂优化：每喷涂偶数变时，喷涂层与喷涂层之间进行轨迹偏移。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机部件曲面喷涂轨迹算法，其特征在于：所述步骤1的具体流程如下：初始分区：取任意曲面上垂直的竖向截线，在该截线上取n个点进行编号，该截线被点分割成n-1条线段，保证每条竖向线段接近于平面，再以n个点为起始点延伸n条横向截线，将每根横向截线分别选取m个点，分割成m条线段，保证每条横向线段接近于平面，将曲面公共标记了n*m个点(P11-Pmn)，共形成m*(n-1)个近似平面区域。

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机部件曲面喷涂轨迹算法，其特征在于：所述步骤2的具体流程如下：采集：通过机器人示教器将A中的点录入系统中，根据点调整机器人的姿态，使机器人上喷枪的喷射点垂直于部件表面，并与部件保持最优距离，将形成的n*(m-1)个点的空间坐标信息(X、Y、Z)和姿态旋转四元数信息(q1、q2、q3)及所有点的轴配置信息分别储存在机器人系统中的robtarget结构体中，通过算法校准后，将校准后的数据存储到一个名为BN_Teach的robtarget结构体中，并将数据存储存三种不同种类的位置信息中，即一个TBC_position结构体数组用来储存所有点的坐标信息，一个TBC_orient结构体数组用来储存所有点的姿态信息，一个TBC_conf结构体数组用来储存所有点的轴配置信息；

BN_Teach是校准的所有点的信息，通过数据转换算法：循环m*n次分别将BN_Teach中的信息调用出来，使得数据转换后的数组中的数据排列是P11、P12…P1n、P21、P22…P2n、Pm1…Pmn；所述数据转换算法如下：循环m*n次分别将BN_Teach中的信息调用出来。