[发明专利]管道内喷涂轨迹优化系统及方法

说明书

本发明公开了一种管道内喷涂轨迹优化系统，包括基本信息录入模块，用于录入目标管道的带尺寸标注的设计图纸以及涂层要求、喷涂机械在不同档位下在该目标管道内工作时对应的喷涂覆盖面积以及喷涂覆盖厚度；管道内障碍物识别模块，用于实现管道内障碍物所在位置以及障碍物尺寸数据的获取；喷涂机械运动路线规划模块，基于所得的障碍物所在位置和障碍物尺寸数据，规划喷涂机械运动路线；管道内壁面积获取模块，用于根据录入的设计图纸以障碍物为基准将管道分割成若干个模块，并实现每个模块内壁面积的计算；喷涂轨迹优化模块，以综合成本最小为目标进行喷涂机械喷涂轨迹的优化。本发明实现了喷涂轨迹的优化，从而保证了涂层的性能。

技术领域

本发明涉及管道喷涂技术领域，具体涉及一种管道内喷涂轨迹优化系统及方法。

背景技术

金属管道是传送液体或气体的工具，广泛应用于各个领域。金属管道在使用过程中，其内壁难免会有结垢、腐蚀等问题，从而影响金属管道内工质的输送工作及降低管道的使用寿命。目前，针对金属管道内壁的保护，通常采取的方法就是在管道内壁涂装防腐、不沾涂料，而管道内涂料的喷涂效果则决定了涂层后续的性能，管道内涂料的喷涂效果与物体表面形状、喷涂过程参数等诸多因素有关。为了达到新的喷涂作业标准，实现高效低成本的生成目标，对喷涂机械人的轨迹优化已成为国内外学者关注的热点。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种管道内喷涂轨迹优化系统及方法，实现了喷涂轨迹的优化，从而保证了涂层的性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

管道内喷涂轨迹优化系统，包括：

基本信息录入模块，用于录入目标管道的带尺寸标注的设计图纸以及涂层要求，录入喷涂机械在不同档位下在该目标管道内工作时对应的喷涂覆盖面积以及喷涂覆盖厚度；

管道内障碍物识别模块，根据录入的设计图纸实现管道内障碍物所在位置以及障碍物尺寸数据的获取；

喷涂机械运动路线规划模块，基于所得的障碍物所在位置和障碍物尺寸数据，以喷涂机械起始工作的点为起点，以喷涂完毕后喷涂机械所在的点为终点，规划喷涂机械运动路线；

管道内壁面积获取模块，用于根据录入的设计图纸以障碍物为基准将管道分割成若干个模块，并实现每个模块内壁面积的计算；

喷涂轨迹优化模块，以涂层要求、喷涂机械在不同档位下对应的喷涂覆盖面积、喷涂覆盖厚度以及每个模块面积的计算结果为基础，以综合成本最小为目标进行喷涂机械喷涂轨迹的优化。

进一步地，喷涂机械在不同档位下在该目标管道内工作时对应的喷涂覆盖面积以及喷涂覆盖厚度通过管道预喷涂获取，每个预喷涂操作重复3次，取平均值。

进一步地，所述管道内障碍物识别模块首先采用ssd目标检测算法进行管内障碍物的识别定位，然后基于数据挖掘模块挖掘获取管内障碍物标注的尺寸。

进一步地，所述涂层要求至少包括涂层的材质以及涂层的厚度。

进一步地，所述喷涂轨迹优化模块基于MATLAB实现。

进一步地，还包括：

仿真模型构建模块，用于根据带尺寸标注的设计图纸使用ADAMS建立管道模型；

硬点表构建模块，用于获取管道模型中的所有硬点的位置坐标信息，形成一个可修改的硬点表，硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值；

涂层模型构建模块，用于根据所获取的硬点的位置坐标信息建立以涂层硬点模型；

模型组合模块，用于完成管道模型、涂层硬点模型的套叠操作；