基于蚁群算法的分组焊点焊接路径优化方法研究.pdf

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1、·机械制造与研究·彭永健，等·基于蚁群算法的分组焊点焊接路径优化方法研究基于蚁群算法的分组焊点焊接路径优化方法研究彭永健，李小宁(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：为了合理规划机器人焊接路径，提高焊接工作效率，提出了一种复杂框架结构焊接路径的优化方法，该方法首先依据焊接工艺的要求，对任务焊点进行初步分组，然后采用改进蚁群算法对分组焊点的焊接路径进行优化。该方法不仅满足点焊过程中增加连续焊接、减少焊枪姿态变换等焊接工艺要求；同时，对焊点的分组减少了蚁群算法的规模，既能简化算法，又能提高求解精度。仿真结果表明了该方法的有效性和可行性。关键词：焊接路径优化；焊接工艺；

2、焊点分组；蚁群算法中图分类号：TG40文献标志码：A文章编号：1671-5276(2012)01-0006-04StudyofWeldingPathPlanningofComplexFrameworksBasedonAntColonyAlgorithmPENGYong-jian，LIXiao—ning(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Inordertomaketheweldingpathreasonableandimp

3、rovetheweldingquality，thispaperproposesamethod，whichisusedtooptimizethepathofcomplexframeworkwelding．Inthemethod，firstlytheweldingpointsaregroupedaccordingtotheweld_ingprocedure，andthentheimprovedantcolongalgorithmisusedtooptimizetheweldingpathofthegroupingweldingpoint．Themethodnotonlymeetsthe

4、increasingtherequirementofweldingprocedurecontinuouswelding，butalsoreducesweldingtorch’Sges—turetransformandthesizeofthealgorithm，thatthealgorithmismademoresimpleandefective．ThesimulationresultsshowthatthemethodiSefectiveandfeasible．Keywords：complexframeworks；pathoptimization；weldingprocedure；

5、antcolonyalgorithm焊接作业是指从焊接作业原点出发，遍历所有焊点并0引言最后回到原点的过程，最优焊接序列的标准通常是时间或路径最省。常见的方法是将该问题简化为旅行商(TSP)汽车车身由数量众多、结构复杂的薄板冲压零件焊接问题加以求解，但是如图2为侧围B柱附近焊接顺序显而成。生产时装夹定位点多达1700～2500个，焊点多达示，图2(a)所示路径可能满足最短路径的要求，但是考虑4000～5000个⋯，分配到每台焊接机器人的任务焊点也到焊点A到B的过程中需要跨越中间支柱以免碰撞，这有几百个，同时由于车身多为复杂框架结构，焊点的分布样实际的两焊点之间的运动时间就比理论算出

6、的要长很状况也比较复杂。为了缩短生产节拍，提高焊接机器人多。此外，从焊接工艺的角度，采用图2(b)中所示的对几(图1)的工作效率，必须对机器人的焊接路径进行合理规何分布有连续性的焊点进行连续焊接，可以更加有效地提划，找到最优的焊接序列。高焊接品质，同时也能降低因机器人焊枪姿态改变大而产生的能量消耗J。(h1图2侧围支柱附近焊点焊接顺序在解决TSP问题的诸多优化算法中，采用最大最小蚂蚁系统(MMSA)的蚁群算法结构简单，同时具有全局搜图1焊接机器人索和局部搜索的能力，特别是针对小规模问题有很高的求作者简介：彭永健(1987一)，男，河南信阳人，南京理工大学硕士研究生，主要从事气动回路

7、设计，焊接机器人路径及轨迹规划方面的研究工作。·6·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．crl《机械制造与自动化》·机械制造与研究·彭永健，等·基于蚁群算法的分组焊点焊接路径优化方法研究解效率。1．2路径优化的数学模型本文在分析焊接顺序对焊接品质的影响的基础上，对复杂分布的焊点进行初步分组，将组内焊接序列作为已知焊接作业需要焊枪遍历所有任务焊点后回到焊接原的离散路径，并将其与未分组的