有关汽车白车身机器人焊接路径优化技术研究

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1、学兔兔www.xuetutu.coml訇化汽车白车身机器人焊接路径优化技术研究Technologyresearchontherobotweldingpathoptimizationofautomotivebody-in-while宋林森，杜紫微，郭好杰SONGLin．sen，DUZi．wei，GU0Hao-jie(长春理工大学，长春130022)摘要：机器人焊接路径规划在白车身的生产制造过程占着重要的地位，选取最佳焊接路径已成为节约生产成本、提高生产效率的关键。本文以某型面包车地板总成的一个补焊工位为研究对象，建立了抽象为旅行商问题

2、的焊接路径规划数学模型，采用遗传算法对机器人的焊接路径进行优化，利用ROBCAD软件进行了机器人的焊接路径仿真计算，取得了良好的效果。关键词：白车身；机器人焊接；遗传算法；路径优化中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1009-0134(2013)09(上)-0062-03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．09(上)．170引言成，焊接方法主要采用电阻点焊。此工位焊接共由四台机器人组成，如图1所示。与其他二个机器汽车作为数量最多、活动范围最广、运输量人相比，机器人R03和机器人R04的焊点最

3、多，分最大的现代化交通工具，在国民经济中发挥着重别有39个焊点，且分布范围广，分布不规则，从要的作用。然而随着市场竞争的加剧，各汽车企而增加了机器人的运动路径和时间，成为了阻碍业纷纷把缩短产品的上市周期和提高产品质量作整个焊接系统效率的瓶颈。因此本文以机器R04为提高产品市场占有率的有效手段。而白车身作(R03和R04为对称分布)的焊接路径为目标进行为汽车的重要组成部分，其高质和高效生产是提优化。通过对39个焊点的空间坐标进行分析，虽高整车生产效率的关键。目前机器人焊接技术已然这些焊点并不位于一个平面内，但各点在Z轴方以在国内外汽车

4、生产企业白车身生产中得到了普向上变化很小。因此，在对分析结果影响不大的及，而在国内白车身生产中，机器人焊接路径规前提下，为了简化运算，提高计算效率，本文忽划多以人工规划为主，缺乏严格的数学论证，从略焊点Z方向的坐标变化，将39个焊点投影到XOY而导致机器人作业顺序不合理，生产周期过长，平面内，变成了二维空间的位置关系，如图2所示严重影响了白车身焊接生产线的生产效率。本文是39个焊点的平面分布图。以某型面包车地板总成的一个补焊工位为例，分析机器人焊接的旅行商问题，采用遗传算法对机器人的焊接路径进行优化，对于缩短焊接时间，提高生产效率，

5、节约成本具有重要的意义。1焊接路径优化模型的建立在白车身焊接的过程中，一台机器人的工具原点位姿(即焊钳原点位姿)从作业原点出发，焊接所有焊点，回到作业原点，求路程或时间最短，因此焊接路径问题是典型的旅行商问题I。某型面包车地板总成由几十个零件焊接而图1机器人焊接布局图收稿日期：2013-03-24作者简介：宋林森(1975一)，男，黑龙江富锦人，副教授，博士，研究方向为数字化设计与制造和模具设计与制造。【62l第35卷第9期2013—00(上)学兔兔www.xuetutu.com务1訇出2)初始种群利用经典的近似算法(即改良圈算法)

6、求得一个较好的初始种群】。对于初始圈：C=Wl⋯Wv1WvWv+1⋯一一1+12<-vUS392Wv≤39交换“和v之间的顺序，此时的新路径为：C=wl⋯wv1w．wv+1⋯w．1wvw#+l__记+w¨+d一(+w+1wv+w)。一l+1一+1其中：C为初始种群中的个体，dwvw．为编号的焊点到编号的焊点之间的距离。若Af0，则以新得到的路线取代旧的路线，minf=∑0)(40(f，)f，∈[1，40]直到不能修改为止。3)交叉算子交叉算子因其全局搜索能力而作为主要算f0161．6621204．6554⋯0f子，对于本文中任意的两

7、个父代个体，选取两个l161．6621042．994⋯161．66211交叉点，然后对它们交叉，从而得到新一代个4o40：1204．655442．9940⋯204．6554l体。对于选定的两个父代个体：w1w2W3w4⋯W39W40【0161．6621204．6554⋯0j4040和：w1w39w38W37⋯WEW4o，随机选取两个父代中第t2基于遗传算法求解过程个t∈[2,39]基因到第f+个(n≥0)基因处的基因片段进行交换，得到子代个体即拥有两个父代的特点。这样经过多次交叉操作，对父代的优点进行继承，得到的个体适应能力更强，离

8、最优解也就越接近。4)变异算子变异算子借鉴生物遗传学中的基本原理——基因变异，以变异概率随机地选定群体中个体中的某些基因位置对其值进行改动，从而产生新的个体。交异操作主要分为倒位变异和交换变异两种，本文采用交换变异，主要过程为：对选定