美赛选拔赛二-论文翻译
喷雾轨迹规划问题
采用喷漆枪或喷漆机将釉面喷涂工艺在压缩空气中喷入薄雾,使釉料附着在粘土上。这是一个容易实现陶瓷生产过程自动化的过程。由于不均匀的釉料在烧成过程中会产生裂纹,导致工件报废,所以在喷涂过程中要求釉料的厚度尽可能均匀。在实际的空气喷涂中,压缩空气通常布置在喷枪嘴的两侧,雾锥被挤压成椭圆形锥体,由喷雾雾形成的喷雾锥体所覆盖的平面上的区域是椭圆形,具有长为的半长轴和长为的半短轴,如图1所示。
在椭圆分布区域内满足椭圆双β分布模型:
:喷雾椭圆的半长轴(mm);——喷雾椭圆的半短轴(mm);——漆膜最大厚度;——x方向上的β分布指数;——y方向中β分布指数方向。
研究表明,雾化压力、隔膜泵压力和喷雾距离是影响上述参数的主要因素,它们之间的关系如下:
上述模型是喷枪在单点喷洒的模型。然而,在实践中,喷枪需要沿着计划的路径移动,使得待喷涂工件的表面均匀地被釉料覆盖,如图2所示。
图2喷枪的工作原理为雾锥区域的厚度在单点喷洒时中心厚且两侧薄,因此为了确保喷雾表面均匀,雾锥将在图3的相邻路径中重叠。
基于以上背景,我们试图探讨以下四个问题:
- 根据上述材料,如果喷枪的喷洒方向始终保持不变(如图4所示),请计算平面内喷洒的累积情况,找出喷枪轨迹的合适重叠间隔(P1和P2为0.2MPa,h为225mm)。
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对于曲面:,确定第1版计算的喷涂间隔是否适用。如果不适用,请重新规划喷枪轨迹,并计算重叠间隔,使釉面厚度差小于10%(不同轨迹的间隔可不同,和取,可根据实际需要选择)。
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如果喷枪的喷洒方向始终是喷雾锥中心喷洒点的正常方向(如图5所示),在其他条件不变的情况下,请重新计算出问题2的结果。
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问题3的结果是否适用于任何曲面?喷雾路径规划有通用的解决方案吗?