焊錫機器人關節空間最優路徑規劃方法研究

賴俊豪,朱大昌,朱厚耀,曾俊海,楊家謀,杜寶林

(廣州大學 機械與電氣工程學院,廣州 510006)

20世紀70年代以來,焊接機器人已被廣泛用于汽車、摩托車、工程機械制造業。其中點焊機器人占比約為45%,并大量用于汽車白車身,PCB板,家電五金等焊接工況[1]。合理的機器人焊接路徑規劃對減少生產節拍時間、提高機器人運行的平穩性和壽命以及提高汽車的更新換代效率有著很大的意義[2]。例如,大型構件(大尺寸PCB板)焊接中,存在焊點數量繁多、空間分布錯綜復雜、焊接工藝要求嚴格等因素,則需要對焊接路徑進行合理規劃,提高焊接效率。候仰強等[3]基于蟻群粒子群混合算法,建立白車身側點焊多機器人協調焊接數學模型,實現了焊點的均勻分配和單機器人焊接路徑最優。劉海江等[4]通過對白車身多機器人工位焊點任務分配問題進行了數學分析,建立多背包問題模型,并基于遺傳算法設計出求解該問題的方法。姚江玉等[5]針對焊接過程中焊槍的避障問題,提出了基于改進人工蜂群算法的機器人避障焊接路徑規劃策略。陳立等[6]針對基本蟻群算法在焊錫機器人路徑優化存在交叉點的不足,提出一種自動消除焊接路徑中交叉點的算法,將其與蟻群算法融合,通過增加消除交叉環節,得到更優的焊接路徑。傳統點焊路徑規劃模型是以焊點在笛卡爾坐標下的最短距離作為路徑最優評價標準[7-8],但該路徑規劃方法往往不能同時實現機器人能量損耗最小和加工時間最優。……