机器人路径规划及其仿真技术在白车身焊装线中的应用-机械制造及其自动化专业论文.docxVIP

机器人路径规划及其仿真技术在白车身焊装线中的应用 机器人路径规划及其仿真技术在白车身焊装线中的应用 摘 要 焊装是白车身生产的重要内容，白车身焊接质量的优劣对整车质量起着决 定性的作用。一个普通轿车的车身有多达3000--5000个焊点，其中60％由机 器人焊接完成。因此，如何根据实际工作情况及通用规划技术来规划焊接机器 人的焊接路径已成为汽车制造产业的研究重点之一。 但是，目前国内企业进行白车身焊接机器人路径规划主要是凭借规划设计 人员的自身经验，初步规划出机器人焊接路径，然后通过现场示教编程对规划 路径进行验证，很难保证规划方案的合理性。 本论文为白车身焊接机器人路径规划提供了有效的解决方案。首先研究了 白车身焊接生产过程，以及焊点、点焊工艺和机器人等因素对路径规划的影响。 在此基础上，分析了焊接路径规划的数学模型一一旅行商问题。通过对比各类 算法的优缺点，结合白车身焊接特点，最终选择遗传算法作为路径规划的数学 算法：以换位表达为编码方式，评价方法为路径最短，选择算子采用锦标赛法， 交叉算子采用循环交叉，变异算子采用互换变异，详细阐述了GA在白车身机 器人焊接路径规划中的具体实现。最后应用MATLAB编写了相应的路径规划 程序，并以主线侧围补焊工位左侧第一台机器人为例，进行了焊接路径规划。 最后，应用ROBCAD专业仿真软件实现该机器人的焊接运动仿真，对所规划 焊接路径进行了验证和优化。 本研究所采用的规划方法在车身其它焊接工位以及搬运机器人、叉车的路 径规划问题上也可以应用，具有一定的通用性和经济效益。 关键词：白车身，焊接，路径规划，GA，ROBCAD，仿真 The The Application of Robot Path Planning and Simulation Technology in Welding Line for BIW Abstract Welding is a very important process for automobile body in white(BIW)manufacture， and the welding quality has decisive effect on the automobile qualit)r．Generally,an ordinary car body has as many as 3000 to 5000 welding spots，60％of which are operated by spot welding robots．Therefore，path planning for spot welding robots has become one of the key researches for automotive production，according to the actual conditions and by means of general planning technology． However,the local line builders，currently,do the robot path planning and create the robot paths roughly in accordance wim the engineer’S experiences，which will be then verified through on-site teaching．In this way,it is very difficult to ensure the rationality of the path planning． In this thesis，an effective solution was put forward for BIW welding robot path planning．First，the BIW welding processes were researched，as well as the influence of the welding spots，spot welding processes and welding robots on the path planning．On this basis，the math model for welding path planning，traveling salesman problem(TSP)Was analyzed．The genetic algorithm(GA)is proposed as the final math algorithm for the path planning by comparing the feat