1.2.2国内研究现状

国内对自动化喷涂机器人的研究开始于90年代，国内喷涂机器人轨迹规划与优化技术远远落后于国外，喷涂机器人本体结构研发技术及离线编程系统的技术也比较低，大部分都是参考国外技术。因此，国内必须不断培养相关人才研发自动化喷涂技术，缩短与国外技术的差距，打破国外技术垄断的现状。

1991年北京机械工业自动化研究所在国家“七五”科技攻关项目的基础上研发了多种PJ系列的电液伺服喷涂机器人，完成了国内第一条自动化喷涂生产线，开启了国内自动化喷涂技术的研究热潮。1995年，江苏大学以平板实验为基础建立了平面漆膜厚度分布模型，从喷涂宽度、喷涂速度、油漆流量等方面全面分析了影响喷涂质量的因素，并在喷枪自动轨迹规划与优化方面取得了较大的成就，为国内喷涂轨迹规划与优化的研究奠定了良好的基础。2003年，清华大学的冯川、孙增沂根据平板实验测量数据提出了新的漆膜厚度分布模型，为喷涂机器人离线示教提供了合适的喷涂模型。2008年，武汉理工大学刘能广提出了基于混合遗传算法对喷涂轨迹进行规划。2013年，清华大学的缪东晶等人基于数控刀位轨迹生成的方法对喷涂轨迹进行自动规划研究，并对喷涂速度进行优化提高了喷涂质量。2015年，兰州理工大学的张鹏等人在研究大曲率曲面轨迹规划中引入了分片造型技术生成喷涂轨迹，并对喷涂轨迹的优化组合进行分析，为完善自动化喷涂系统奠定了基础。

综上所述，目前国内外学者针对各种表面特征的喷涂轨迹规划及优化研究取得了一定的研究成果，但现阶段，国内外在喷涂机器人漆膜厚度分布模型的建立和喷涂轨迹规划及优化算法的研究中主要还存在以下问题：

①探讨适用于曲面上的漆膜厚度分布模型。在实际喷涂作业中，经常会遇到大量的小曲率曲面的喷涂表面(飞机、汽车、船舶表面等)，而目前建立的喷涂模型大部分只适用于平面喷涂，不完全适用于曲面喷涂。

②多目标喷涂轨迹规划与优化。目前喷涂轨迹规划与优化研究中很少考虑喷涂机器人喷涂速度对漆膜厚度均匀性的影响。如果忽略喷涂速度，喷涂质量会受到较大的影响，因此本文在进行喷涂轨迹规划与优化时，对喷涂速度v和喷涂行程距离d进行了优化。