喷涂机器人作为一个机器人行业的分支,在众多高污染高危险环境中代替了人力,随着人工成本的增加,喷涂机器人在今后时代中的地位会越来越重要。目前由于制造业的发展,各种各样的工件需要被加工,原有的喷涂模型已经不能够满足现有的要求,因此,将新的数学方法应用于机器人的喷涂领域,有着强大的经济效益和社会效益。在服装喷涂领域这一细分市场,由于服装喷涂的工艺复杂,导致喷涂机器人在这一领域应用受限,目前为止大量的服装仍然依靠人工喷涂加工。因此,开发一款针对服装的机器人自动喷涂设备无疑具有很大的价值。本课题针对牛仔服装喷涂工艺,结合协作机器人,开发一款专用于牛仔服装喷涂领域的喷涂机器人装备。在满足装备尺寸要求的条件下,优先考虑灵活度高的机器人安装方式,据此,采用可操作性这一指标,求得机器人末端的平移速度椭球和旋转速度椭球,根据椭球的三主轴方向的长度分析某个姿态下机器人三个方向的灵活度高低。此外,对喷涂设备的结构组成和功能特点进行了针对性的分析。常用的曲面造型方法有基于CAD模型,基于逆向工程扫描,参数化曲面建模,针对牛仔裤喷涂工况无法获取CAD准确模型,从成本、实用性和效率考虑,基于简化裤子模型的控制点对牛仔裤曲面进行参数化曲面造型。在牛仔裤喷涂路径生成方面,针对牛仔裤的全喷工艺,采用旋转平面与参数化曲面取交线的方法获取裤子的喷涂路径;针对牛仔裤局部喷工艺,使用优化的拖动示教功能进行牛仔裤局部喷涂,该优化方法使用卡尔曼滤波技术对拖动示教的关节速度进行滤波,然后经过正运动学转化为机器人末端的笛卡尔坐标系速度,结合MATLAB使用建立的卡尔曼滤波模型进行仿真,以验证滤波的有效性。针对牛仔裤的喷涂工艺,分为两部分实验,第一部分局部喷涂对比实验,实验验证了卡尔曼滤波后的局部喷涂方案的效果。第二部分设计了喷涂效果叠加的正交工艺实验,通过分析数据得到了各因素的最佳配比水平,得到了理论改良工艺搭配,而后设备喷涂牛仔裤实测验证了效果。通过喷涂叠加实验为机器人服装两种喷涂工艺的改良提供了理论和方法指导。