本發(fā)明涉及動態(tài)噴涂，尤其涉及一種機電產(chǎn)品板材動態(tài)噴涂方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、動態(tài)噴涂技術(shù)領(lǐng)域是一種先進的表面處理技術(shù)，專注于在各種材料表面應(yīng)用涂層以提高其功能性或保護性，該技術(shù)的核心在于能夠根據(jù)被涂物體的移動或變化實時調(diào)整噴涂參數(shù)，如噴嘴的位置、噴涂速度和涂層厚度等，動態(tài)噴涂技術(shù)廣泛應(yīng)用于機電產(chǎn)品、汽車制造、航空航天等領(lǐng)域，以適應(yīng)快速生產(chǎn)線上的高效率涂裝需求，通過使用高度自動化和精密控制系統(tǒng)，動態(tài)噴涂可以實現(xiàn)更均勻的涂層質(zhì)量，優(yōu)化材料的使用效率，并減少環(huán)境污染。

2、其中，機電產(chǎn)品板材動態(tài)噴涂方法是指一種特定的動態(tài)噴涂技術(shù)應(yīng)用，旨在為機電產(chǎn)品的板材表面提供高效、均勻的涂裝處理，該方法通過實時監(jiān)控板材的移動和位置，自動調(diào)整噴涂裝置的參數(shù)，確保涂層的均勻性和質(zhì)量，其主要用途包括增強機電產(chǎn)品的耐腐蝕性、耐磨性和美觀性，同時也有助于提高產(chǎn)品的整體性能和壽命，這種方法在制造行業(yè)中非常重要，尤其是在那些對產(chǎn)品外觀和耐久性有高要求的領(lǐng)域。

3、現(xiàn)有的機電產(chǎn)品板材動態(tài)噴涂方法雖然已廣泛應(yīng)用于機電產(chǎn)品和高端制造領(lǐng)域，但在處理快速移動或變化的物體時，因為反應(yīng)速度和調(diào)整精度不足，導(dǎo)致涂層的不均勻和質(zhì)量問題，傳統(tǒng)的噴涂技術(shù)在噴頭協(xié)調(diào)和軌跡優(yōu)化方面還存在較大的局限性，依賴于經(jīng)驗而非精確計算，這在某些高精度要求的應(yīng)用場景中，容易導(dǎo)致效率低下和材料浪費。例如，在汽車制造或航空航天領(lǐng)域，涂層的微小瑕疵都影響到最終產(chǎn)品的性能和安全性，現(xiàn)有技術(shù)的不足在實際操作中導(dǎo)致產(chǎn)品返工或質(zhì)量下降，增加生產(chǎn)成本和環(huán)境負擔(dān)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種機電產(chǎn)品板材動態(tài)噴涂方法及系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種機電產(chǎn)品板材動態(tài)噴涂方法，包括以下步驟：

3、s1：基于實時反饋控制數(shù)據(jù)，監(jiān)控噴頭定位的位置和速度參數(shù)，通過pid控制算法對速度偏差進行計算，調(diào)整噴頭定位速度參數(shù)，得到噴頭速度調(diào)整值，基于所述噴頭速度調(diào)整值，對噴頭定位位置進行實時調(diào)整，得到噴頭位置校正結(jié)果；

4、s2：基于所述噴頭位置校正結(jié)果，模擬噴涂軌跡在板材上的動態(tài)運動軌跡，計算潛在的沖突點和滯后區(qū)域，調(diào)整噴涂軌跡路徑參數(shù)，得到路徑調(diào)整方案，基于所述路徑調(diào)整方案，優(yōu)化噴涂軌跡運動策略，得到優(yōu)化噴涂路徑；

5、s3：基于所述優(yōu)化噴涂路徑，對噴涂速度、精度和能效進行多參數(shù)優(yōu)化，計算最優(yōu)運動參數(shù)組合，得到運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，基于所述運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，調(diào)整噴頭的運行參數(shù)，得到精調(diào)運行參數(shù)；

6、s4：基于所述精調(diào)運行參數(shù)，分析噴頭之間的信息傳輸效率，調(diào)整信息傳輸路徑，計算最優(yōu)傳輸策略，得到信息傳輸優(yōu)化方案，基于所述信息傳輸優(yōu)化方案，實施噴頭間的協(xié)調(diào)操作，得到板材表面噴涂均勻度調(diào)控方案。

7、優(yōu)選的，所述噴頭速度調(diào)整值的獲取步驟具體為：

8、s111：基于實時反饋控制數(shù)據(jù)，獲取反饋控制數(shù)據(jù)中的當(dāng)前噴頭速度和目標噴頭速度，采用公式：

9、

10、計算當(dāng)前噴頭速度和目標噴頭速度之間的偏差，生成速度偏差，其中，代表速度偏差，代表當(dāng)前速度，代表目標速度；

11、s112：基于所述速度偏差，應(yīng)用pid控制公式：

12、

13、計算調(diào)整信號，增加積分時間，生成調(diào)整信號，其中，為比例系數(shù)，為積分系數(shù)，為微分系數(shù)，為速度偏差，為積分時間，為調(diào)整信號；

14、s113：利用所述調(diào)整信號，計算新的噴頭速度，采用公式：

15、

16、生成噴頭速度調(diào)整值，其中，代表當(dāng)前速度，代表調(diào)整信號，代表速度偏差，代表新的噴頭速度。

17、優(yōu)選的，所述噴頭位置校正結(jié)果的獲取步驟具體為：

18、s121：利用所述噴頭速度調(diào)整值，更新噴頭的實時位置，采用公式：

19、

20、生成更新后的噴頭位置，其中，代表原始位置，代表調(diào)整后的速度，代表時間增量，代表加速度，代表更新后的噴頭位置；

21、s122：基于所述更新后的噴頭位置，計算噴頭位置與目標位置之間的誤差，采用公式：

22、

23、調(diào)節(jié)誤差響應(yīng)的敏感性，計算生成位置誤差，其中，代表更新后的噴頭位置，代表目標位置，代表調(diào)節(jié)參數(shù)，代表位置誤差，

24、s123：根據(jù)所述位置誤差，結(jié)合校正因子，采用公式：

25、

26、優(yōu)化調(diào)整的準確性，生成噴頭位置校正結(jié)果，其中，代表更新后的噴頭位置，代表位置誤差，代表校正系數(shù)，代表校正后的新位置。

27、優(yōu)選的，所述路徑調(diào)整方案的獲取步驟具體為：

28、s211：基于所述噴頭位置校正結(jié)果，模擬噴涂軌跡在板材上的動態(tài)運動軌跡，采用公式：

29、

30、生成噴涂模擬路徑，其中，為路徑長度，為移動速度，為速度常數(shù)，為調(diào)節(jié)系數(shù)，為擾動因子，為噴涂模擬路徑；

31、s212：基于所述噴涂模擬路徑，識別并計算潛在的沖突點和滯后區(qū)域，采用公式：

32、

33、生成預(yù)測沖突點與滯后段，其中，為模擬軌跡，為參考軌跡，、和為調(diào)整參數(shù)，為沖突和滯后區(qū)域；

34、s213：基于所述預(yù)測沖突點與滯后段，調(diào)整噴涂軌跡路徑參數(shù)，采用公式：

35、

36、生成路徑調(diào)整方案，其中，為模擬軌跡，為沖突點和滯后區(qū)域，為調(diào)整系數(shù)，為平滑系數(shù)，為穩(wěn)定性增強因子，為路徑調(diào)整方案。

37、優(yōu)選的，所述優(yōu)化噴涂路徑的獲取步驟具體為：

38、s221：基于所述路徑調(diào)整方案，優(yōu)化噴涂軌跡運動策略，采用公式：

39、

40、生成優(yōu)化后的噴涂路徑，其中，為路徑調(diào)整方案，為敏感度調(diào)整系數(shù)，為變異性控制參數(shù)，為偏差控制參數(shù)，為優(yōu)化噴涂路徑，

41、s222：基于所述優(yōu)化后的噴涂路徑，計算所述優(yōu)化后的噴涂路徑帶來的效果，采用公式：

42、

43、生成潛在的優(yōu)化效果，其中，為優(yōu)化噴涂路徑，為路徑長度，和為調(diào)節(jié)參數(shù)，為潛在的優(yōu)化效果；

44、s223：根據(jù)所述潛在的優(yōu)化效果，確定噴涂路徑參數(shù)，采用公式：

45、

46、調(diào)整路徑，生成優(yōu)化噴涂路徑，其中，為優(yōu)化路徑，為潛在的優(yōu)化效果，為折扣因子，為優(yōu)化噴涂路徑。

47、優(yōu)選的，所述運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的獲取步驟具體為：

48、s311：基于所述優(yōu)化噴涂路徑，參照速度、精度和能效，采用公式：

49、

50、評估整體性能，生成多參數(shù)優(yōu)化模型，其中，為優(yōu)化噴涂路徑，分別為速度、精度和能效參數(shù)，為多參數(shù)優(yōu)化模型；

51、s312：對所述多參數(shù)優(yōu)化模型進行優(yōu)化，應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)法參照約束條件，采用公式：

52、

53、生成優(yōu)化后的參數(shù)組合，其中，為多參數(shù)優(yōu)化模型，為拉格朗日乘數(shù)，為優(yōu)化后的參數(shù)組合，分別為速度、精度和能效參數(shù)；

54、s313：根據(jù)所述優(yōu)化后的參數(shù)組合，結(jié)合噴涂裝置的動態(tài)反饋，采用公式：

55、

56、利用邏輯回歸模型調(diào)整參數(shù)，生成運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，其中，為優(yōu)化后的參數(shù)組合，為運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果。

57、優(yōu)選的，所述精調(diào)運行參數(shù)的獲取步驟具體為：

58、s321：基于所述運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，對當(dāng)前噴頭運行參數(shù)進行預(yù)評估，通過公式：

59、

60、增強模型的適應(yīng)性和調(diào)節(jié)精度，生成預(yù)調(diào)整參數(shù)，其中，為運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，為調(diào)節(jié)系數(shù)，為預(yù)調(diào)整參數(shù)；

61、s322：使用所述預(yù)調(diào)整參數(shù)，采用復(fù)合函數(shù)進行調(diào)整，采用公式：

62、

63、平衡響應(yīng)敏感度和調(diào)整幅度，生成調(diào)整后的運行參數(shù)，其中，為預(yù)調(diào)整參數(shù)，為調(diào)節(jié)系數(shù)，為調(diào)整后的運行參數(shù)；

64、s323：基于所述調(diào)整后的運行參數(shù)，逐步執(zhí)行參數(shù)調(diào)整操作，采用公式：

65、

66、引入非線性調(diào)整因子進行參數(shù)優(yōu)化，生成精調(diào)運行參數(shù)，其中，為調(diào)整后的運行參數(shù)，為調(diào)整因子，為精調(diào)運行參數(shù)。

67、優(yōu)選的，所述板材表面噴涂均勻度調(diào)控方案的獲取步驟具體為：

68、s411：基于所述精調(diào)運行參數(shù)，分析噴頭之間的信息傳輸效率，采用公式：

69、

70、通過邏輯函數(shù)集成多噴頭的參數(shù)，得到信息傳輸效率，其中，，表示噴頭數(shù)量，表示信息傳輸效率；

71、s412：利用所述信息傳輸效率，計算最優(yōu)信息傳輸路徑，采用公式：

72、

73、得到傳輸優(yōu)化策略，其中，是平均效率，個噴頭的效率，代表傳輸策略的優(yōu)化結(jié)果；

74、s413：根據(jù)所述，實施噴頭間的協(xié)調(diào)操作，優(yōu)化板材表面噴涂均勻度，采用公式：

75、

76、通過標準化處理，優(yōu)化噴涂均勻性，得到板材表面噴涂均勻度調(diào)控方案，其中，個噴頭在中的值，表示均勻度調(diào)控方案。

77、一種機電產(chǎn)品板材動態(tài)噴涂系統(tǒng)，所述機電產(chǎn)品板材動態(tài)噴涂系統(tǒng)用于執(zhí)行上述機電產(chǎn)品板材動態(tài)噴涂方法，所述系統(tǒng)包括：

78、噴頭速度控制模塊接收噴頭實時位置和速度數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)差異調(diào)整噴頭速度參數(shù)，采用動態(tài)響應(yīng)調(diào)整機制，優(yōu)化噴頭對速度偏差的響應(yīng)，得到噴頭速度調(diào)整值；

79、軌跡調(diào)整模塊基于所述噴頭速度調(diào)整值，分析動態(tài)運動軌跡的偏差，采用軌跡重新定位技術(shù)，調(diào)整噴頭的運動路徑，優(yōu)化軌跡配置，得到路徑調(diào)整方案；

80、參數(shù)優(yōu)化模塊利用所述路徑調(diào)整方案，分析并調(diào)整噴涂速度和精度參數(shù)，通過性能評估模型，重新配置噴涂過程中的能效和精度，得到運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果；

81、信息傳輸效率分析模塊根據(jù)所述運動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，評估并優(yōu)化噴頭間的信息傳輸路徑，采用數(shù)據(jù)流重組技術(shù)，優(yōu)化信息傳輸?shù)膶崟r性和效率，得到信息傳輸優(yōu)化方案；

82、噴涂均勻度調(diào)控模塊基于所述信息傳輸優(yōu)化方案，執(zhí)行噴頭操作協(xié)調(diào)，調(diào)整噴涂作業(yè)的均勻性，采用動態(tài)調(diào)控技術(shù)，生成板材表面噴涂均勻度調(diào)控方案。

83、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

84、本發(fā)明中，通過在動態(tài)噴涂技術(shù)中引入實時反饋控制數(shù)據(jù)和精確調(diào)整的過程，實現(xiàn)對噴頭位置和速度的優(yōu)化管理，從而直接提高涂層的均勻性和質(zhì)量，通過對噴涂軌跡的模擬和運動策略的優(yōu)化，減少沖突點和滯后區(qū)域，這不僅提升涂裝效率，而且確保涂層的一致性和美觀度。多參數(shù)優(yōu)化的實施有效提升噴涂過程的能效，減少了材料浪費，并通過精細化的信息傳輸優(yōu)化，噴頭之間的協(xié)調(diào)性得到了顯著增強，提高產(chǎn)品的耐腐蝕性、耐磨性及整體性能，板材表面噴涂均勻度的調(diào)控方案進一步確保每一次噴涂都能達到高品質(zhì)的效果，特別是在快速生產(chǎn)線上，這種優(yōu)化顯著提升生產(chǎn)的連續(xù)性和產(chǎn)品的市場競爭力。