陈 健 姜晓明 陆国栋

（①浙江大学CAD＆CG国家重点实验室，浙江杭州310027;②浙江纺织服装职业技术学院，浙江宁波 315211）

随着能源行业的高速发展，对高压天然气瓶的需求量迅猛增加，如图1所示，国家标准规定对每只气瓶均需进行标记，包括有出厂检验标记、制造厂代号、钢瓶的壁厚、容积、编号、水压实验压力以及出厂日期等共30多个字符，分布在钢瓶肩部范围的球面上且按多行排列，以便进行身份识别和有效管理。

目前，国产高压天然气瓶气动打标机的控制系统主要由二维平面气动打标机的基础上改造而来［1－2］，国内研究人员在基于网络化、计算机并行处理技术和打标头运动分析等控制方面开展了许多研究［3－5］，国外在节能和智能化控制方面开展了一些研究［6－7］，但这些研究主要集中在开环控制系统并且应用局限在曲面较为规则的气瓶上。作为薄壁圆筒件，受国产工艺条件限制，高压天然气瓶的肩部在冲压缩口过程中会产生大量的锻造缺陷，而且表面皮层在热处理过程中会产生氧化剥落，造成气瓶肩部曲率半径变化不连续，甚至存在大量的凹坑。如图2所示，如直接按照气瓶外形进行标记，由于轴向存在凹凸不平的缺陷区域，径向轮廓曲面标记点各处法向不规则，使得打标头在缺陷位置标记和无法处处垂直于打标面，造成了字符深浅不一、字迹模糊遗漏和排列错乱等不足，极大地降低了国产气瓶的标记质量。

目前主要的解决方法是事先通过人工视觉检查来尽量避免在缺陷位置标记，而如何保证标记头自适应地按照标记曲面变化调整打标方向还亟待解决，当前主流的气动打标机精度、自动化和效率都较低。……