温贻芳 孙立宁 徐 朋

(①苏州工业职业技术学院，江苏 苏州 215104；②天津大学机械工程学院，天津 300072；③苏州大学机电学院，江苏 苏州 215100； ④南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 210016)

随着科技进步和智能制造业的飞速发展，对制造件的表面性能要求越来越高[1]。等离子喷涂是一种比较成熟的表面改性方法，等离子体表面改性技术以等离子体喷枪为载体，无需低压真空设备和随之而来的高昂维护费，还可使等离子体产生区和应用区分离，是目前国际上等离子体科学和技术领域的研究热点之一。具有低孔隙率、高结合强度以及低杂质的优点，被广泛应用于航空航天[2]、生物医学[3]，陶瓷制造[4]以及再制造[5]等方面。传统的等离子喷涂是通过人工操作实现，定位精度低，灵活性差，产生的化学物质、热辐射、噪音等对人体也会产生危害。所以将工业机器人应用于等离子喷涂中，不但容易适应操作环境，还能提高喷涂成型的工艺质量[6]。通常等离子喷涂所面对的产品多为形状复杂，尺寸变化大，需要喷枪具有更高的运动灵活性。为此通过增加机器人自由度实现喷涂运动灵活性，这里简称为冗余等离子喷涂机器人[7-9]。但是冗余自由度的增加也同时使得机器人操作性能指标问题变得更加复杂[10]。所以为了更好地评价冗余等离子喷涂机器人的操作性能，研究新的复合性能指标具有重要的意义。

等离子喷涂机器人操作性能指标主要有基于雅可比矩阵的条件数和可操作度等度量指标。……