【摘 要】汽車鈑金件噴漆過程要求高、勞動強度大，使用機器手代替人工操作成為未來的發(fā)展趨勢。針對噴漆過程，以鈑金件兩個方向的曲率為輸入，以噴頭的行進速度為輸出，建立了模糊控制器。通過引入模糊控制可以較好的反映人類經驗，從而提高控制效果。

【關鍵詞】鈑金件；噴漆；機器手；模糊控制

汽車鈑金件是汽車外表中重要的組成部分，隨著對于車身外觀質量的要求越來越高汽車鈑金件噴漆越來越受重視。但是，汽車鈑金件噴漆中對于噴漆要求高[1][2]，因此噴漆流程中雖然噴灑流程相對固定[3]，但勞動強度仍相對較大，這就使得使用機器手進行自動噴漆逐漸成為未來的發(fā)展方向。由于鈑金件噴漆過程中，鈑金件曲率不同需要通過控制機器手的行進速度控制漆膜的厚度，因此可以考慮通過引入模糊控制反映人的經驗進行相關控制，而進行相關模糊控制器的設計則是相關研究的基礎。

1. 模糊控制器的輸入和輸出量

汽車鈑金件一般都是小曲率的板件，噴漆時為保證漆膜厚度均勻，一般認為當不改變噴槍高度的前提下，可以通過改變噴槍的行進速度進行控制。而當汽車鈑金件為平板時，即曲率為0時可以較為慢速的噴漆。當汽車鈑金件存在一定曲率時，即向上凸起時，可以考慮加快噴槍的行進速度，從而減少因為噴槍離鈑金件高度改變所出現(xiàn)的影響。另外汽車鈑金件一般不存在凹下的情況，因此可以考慮以鈑金件向上凸起部分的半徑作為輸入量，而以噴槍的行進速度為輸出量。

以鈑金件上垂直和平行與噴槍行進方向上兩個曲率為輸入量，建立包括“平、平緩、略平緩、較平緩、略陡、較陡、陡峭”七個模糊等級的模糊化隸屬度，兩個輸入的隸屬度如圖1所示。

（a）平行方向 （b）垂直方向

圖1 輸入量的隸屬度函數(shù)

以噴槍行進速度為輸出量，建立包括“慢速、較慢、中速、較快、快速”五個模糊等級的反模糊化隸屬度，輸出反模糊化得隸屬度如圖2所示。

圖2 輸出量的隸屬度函數(shù)

2. 模糊控制器的建立

根據(jù)凸起程度進行噴槍行進速度的判斷，當凸起較為明顯時，則噴槍行進速度較快，反之則行進速度較慢，建立控制規(guī)則如表1所表。

3. 模糊控制器的分析

在以上模糊控制輸入輸出量得前提下，采用前文所確定的控制規(guī)則，則對于每兩個輸入量就可以得到一個輸出，以兩個輸入量為平面坐標，輸出為縱向坐標，得到控制效果圖如圖3所示。

如圖3所示，控制器的控制效果實現(xiàn)了較為平緩的過渡，實現(xiàn)了對噴頭行進速度的非線性控制。

4.小結

針對汽車鈑金件為小曲率凸起板件的特點，提出引入兩個方向的曲率為輸入，噴槍行進速度為輸出設計模糊控制器，從而為實現(xiàn)汽車鈑金件噴漆自動控制提供理論基礎。

參考文獻：

[1] 潤華集團山東汽車修理有限公司. 汽車鈑金噴涂流水線生產方式應用[J]. 交通節(jié)能與環(huán)保，2012.03

[2] 葛曉峰. 探析汽車噴漆作業(yè)過程中存在問題和預防補救措施[J]. 科技創(chuàng)新導報，2013.10

[3] 彭小龍. 鈑金和噴漆的操作流程[J]. 汽車維修與保養(yǎng)，2010.11

作者簡介：

石玉秋（1977.9-），副教授，碩士，湖南衡陽人，主要從事智能控制、圖像處理的研究。

基金項目：

2010年度廣西教育廳科研項目（201010LX234）

圖3 模糊控制器的控制效果圖