喷涂机器人作为一种非常重要的涂装生产装备,由于其离线编程系统的灵活性与交互性,广泛应用于汽车,飞机等对喷涂涂层厚度要求严格的产品之中。喷涂离线编程系统的技术核心是喷枪轨迹规划。合理的规划是机器人均匀喷涂的关键,故本文以喷枪轨迹规划方法为研究对象,采用切片法获得曲面喷枪轨迹,遵循工艺参数对喷涂质量的影响规律,通过建立喷涂厚度均匀性模型对轨迹进行优化,基于逆运动学理论对喷枪轨迹可行性进行验证,论文主要内容如下:①针对喷涂工艺与喷涂缺陷产生原因进行分析,得出喷涂路径类型、喷涂间距及相邻路径间的重叠区域、喷涂距离、喷枪实时位姿、喷涂速度等为影响喷涂质量的主要因素的结论,为后续面向自由曲面喷枪轨迹生成与优化方法的研究奠定理论基础。②针对曲面工件难以获得喷枪轨迹问题,采用MATLAB读取曲面几何信息的算法实现了STL文件高质量读取;提出切片法以获得喷枪精确的位置与姿态参数,实现了曲面喷枪轨迹规划。③基于抛物线单点速率函数模型,建立了以工件表面喷涂厚度与理想厚度方差最小为优化目标的厚度均匀性模型;采用基于涂层厚度控制的算法进行模拟仿真,实验表明喷涂间隔重叠区域宽度是平面喷涂质量决定因素,最优重叠宽度为喷涂半径的0.392倍。④以ABB IRB4400喷涂机器人为应用对象,基于特征点法对工件进行标定,建立喷涂系统坐标系;开展机器人笛卡尔轨迹规划理论研究,实现喷枪轨迹插补,基于机器人逆运动学理论,获得轨迹插补点对应的各关节运动角度的参数,实验证明机器人各关节运动平稳,无干涉与碰撞发生,该轨迹可以被执行。