第39卷第4期2009年4月

电焊机

ElectricWeldingMachine

Vol．39No．4Apr．2009

一种求解机器人路径规划的智能优化算法

赵

敏，胡中华

(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)

为了解决汽车白车身焊接机器人路径规划不合理的问题，将路径规划问题抽象为TSP问题的摘要：

数学模型，分析了蚁群算法并将该算法应用于求解该问题。采用Matlab语言对典型的机器人焊接路径规划实例进行编程仿真，结果表明：不仅能够克服早熟现象，而且能够加快收敛速度，可以有效快速解

决焊接机器人路径规划问题。

蚁群算法；旅行商问题；组合优化；焊接路径优化；白车身关键词：

TG409A1001－2303(2009)04－0090－03中图分类号：文献标识码：文章编号：

Researchonrobotpathplanningbasedonanintelligentoptimizationalgorithm

专

题讨论︱︱焊接机器人

ZHAOMin，HUZhong-hua

(AutomationCollege，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)

ThisAbstract：Inordertosolvetheproblemofsomeautocar-Bodyinwhiteweldingrobotspathplanningreasonablyandeffectively，paperabstractstheproblemofrobotpathplanningintoTSPmathematicalmodel．ACOalgorithmisanalyzedandusedtosolvetheproblem．Finally，atypicalrobotweldingpathplanningsampleissimulatedbyusingthelanguageofMatlab．Theresultshowsthatthisalgorithmcanavoidpre-maturityandadvanceconstringency．Itcansolvetheproblemeffectivelywithafasterspeed．

Keywords：ACO；TSP；combinatorialoptimization；weldingpathoptimizing；car-bodyinwhite

0前言

为了稳定地保证焊接质量，提高生产效率，改

善工人的劳动条件，轿车白车身装焊单元中大量采用机器人来完成点焊工作，其焊接质量的优劣对整车质量起着决定性作用[1]。所以，白车身焊接生产线的规划尤为重要，它是制造出高质量、低成本的车身并提高生产效率的关键。因此，点焊机器人工位规划是白车身焊接生产线规划的重要组成部分，而在焊接机器人工位规划中，焊接路径规划又是工位规划的重点之一。但是，目前白车身焊接机器人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。在此对焊接路径进行优化，以减少机器人工位的生产时间，缩短整体工时，提高生产效率。

侧，采用机器人手持焊钳、工件静止不动的焊接方

式，如图1所示。各工位的零件同步移动，无交叉或回流，没有人工干预。通过分析轿车白车身装焊单元，发现焊接单元中的点焊机器人运动路径规划具有如下特点[2]：

1白车身焊接的特点

白车身焊接过程中，机器人固定在白车身两

收稿日期：2009－02－19

基金项目：江苏省重点实验室开放基金资助项目(QC200502)作者简介：赵敏(1959—)，男，江苏南京人，教授，博士生导师，

主要从事群体智能算法、计算机测控的研究工作。

图1白车身机器人焊接

(1)焊点数量多。焊点多达4000～5000个，但经

分组后群体规模减少。

(2)使用焊接方法多。如电阻焊、气体保护焊、螺栓焊、激光焊等，但以电阻焊为主。

(3)对焊接技术要求高。对焊接产品尺寸精度要