2.4.2基于多约束单目标优化方法的喷涂参数求解
喷涂机器人在实际的喷涂作业中，通过逆向工程获取未知工件的三维模型，还要在工件整个表面实现喷涂路径规划，这是一个很复杂的问题。为了解决喷涂路径规划的问题，首先对问题进行了简化，常用的简化方法是假定喷枪在喷涂过程中以恒定的速度移动，并且在喷涂作业中，喷枪沿着规划的喷枪路径运动，并且始终保持与喷枪入射点所在工件的切平面垂直，且始终保持与工件表面距离为喷枪高度h。在此基础上，根据喷涂过程中的约束条件和优化目标，结合喷涂工艺参数分析，对主要的喷涂工艺参数进行优化求解，再将优化求解的工艺参数融合到喷涂路径规划算法中得到优化的喷枪路径，这就是路径规划问题的优化求解。
喷涂路径的规划就是根据涂料沉积速率模型、工件表面的拓扑结构，在相关的喷涂约束条件下，通过对喷涂工艺参数的分析及优化设置喷涂工艺参数。喷涂机器人的行进路径主要有两种形式:光栅式和螺旋式，其中螺旋式又可以分为直线螺旋式和圆弧螺旋式，如图2-10所示，表2-3对两种路径形式的优缺点进行了对比。
喷涂机器人从表2-4中可知，螺旋式路径虽然具有各向同性的特点，但是实现起来比较困难，相比较之下，光栅式路径的优点就更为突出，因此本文的喷涂路径规划采用光栅式路径。通过对喷涂工艺参数的分析，影响喷涂效果也决定喷枪路径的参数主要有两个:喷枪移动速度和行程间距。实际喷涂过程中，可以由工厂里经验丰富的涂装工程师直接给定或者通过实验来确定喷枪移动速度和行程间距，本文将通过对路径规划问题的优化求解来计算喷枪移动速度和行程间距。