白车身焊接机器人焊接路径规划及其仿真

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1、申请同济大学工学硕士学位论文白车身焊接机器人焊接路径规划及其仿真培养单位：机械学院一级学科：机械工程二级学科：机械制造及其自动化研究生：罗生斌指导教师：刘海江教授二00六年三月摘要焊接是白车身制造中的重要加工环节，白车身焊接质量的优劣对整车质量起着决定性的作用。然而，在白车身焊接中，分配给一台机器人的焊点数量众多，怎样寻找一条遍历所有焊点，并且焊接用时最少的焊接路径即焊接路径规划问题，对提高焊接机器人的工作效率有非常重要的意义。但是，目前国内汽车生产企业进行自车身焊接机器人路径规划的使用手段和设计理

2、念依然没有达到世界先进水平，所作的路径规划方案不够完善，经常发生机器人作业顺序不合理的情况，导致生产周期过长，影响了整条焊接线的生产。因此，提出合理的路径规划方案，并编写相应的软件，使之能够很好地进行路径规划就显得很有必要。白车身焊接机器人的路径规划并不是单纯地使用数学方法，在众多的焊接路径中找到一条最短的路径的问题。它是一个复杂的问题，涉及到很多的工程因素。因此，在进行路径规划之前。首先研究了白车身焊接生产过程，然后详细地研究了路径规划的三大对象：零件对象、点焊工艺对象和制造资源对象，分析了这三大

3、对象对路径规划的影响因素。在此基础上，提出了焊接路径规划的数学模型，分析了路径规划的数学原型是旅行商问题。并根据路径规划算法自身的优缺点，结合白车身焊接的特点，选择遗传算法作为路径规划的数学算法。然后根据旅行商问题解的特点即它的解必须形成一条闭合回路，确定以随机键表达为遗传算法的编码方式、以焊接时间最短为评价指标、部分映射交叉为交叉方式、互换变异为变异方式。确定这些参数以后，根据遗传算法的流程，应用vc++编写了路径规划的软件。井以侧围点焊机器人工位的第三台机器人为例，进行了焊接路径规划，应用CAT

4、IA对此方案进行了仿真。关键词：白车身，路径规划，遗传算法，CATIA，仿真Absn’辨tABSTRACTWeldingisaveryimportantstepinmakingthecarbodyinwhite．Theweldingqualityisgoodoi"notactscrucialroletothecarqualityButarobothasmanyweldingpointstoweld，howtolookfor口routethatallOVe[alltheweldingpoints．An

5、dlookforarouteofshortestdistanceandshortesttime．ItMoansgreattoimprovingtheworkingefficiencyoftheweldingrobot．Butthewayandthetheoryusedindoingtheweldingrouteplanninginourcou"trylSautofactorydoesnotmuchtheadvancedleveloftheworld，theplanstheydonearenotper

6、fecc,andalwaysOccurthattheweldingroutesarenotreasonable，itprolongstheproductcycle,SOitisverynecessarytoadvanceareasonablewaytodotheweldingrouteplanningandprogramaSOftWarewhichCP-a'Idothelayout．Theweldingrouteplanningproblemisnotonlyusingmathematicwayto

7、lookingforaroutethatthroughalltheweldingpointsandthedistanceistheshortestoneItisaverycomplicatedproblem，andconcernsmanyprojectcomplications．Sobeforedoingmeweldingrouteplanning，thepaperstudiesthecarbedyweldingprocess，andstudiesthethreeobjectsoftheweldin

8、grouteplanning：parts，weldingprocessandtheproductrosoRrce)andanalysestheimpactofthelayout．Afterthat，advancedthemathematicmodeloftheplanning，analystthem'chetypeoftheweldingrouteplanningistravelingsalesmanproblem．Accordingtothecharacterist