[发明专利]一种机器人焊接路径的优化方法

权利要求书

1.一种机器人焊接路径的优化方法，其特征在于，所述方法包括：

获取焊接机器人的初始焊接路径程序；

从所述初始焊接路径程序中提取焊点坐标和焊枪角度信息，所述焊枪角度信息记录了焊枪沿所述焊点坐标移动时的转动角度；

根据所述焊枪角度信息对焊枪的焊接路径进行优化，将基于所述焊枪角度信息选取的焊枪的最短焊接路径作为最优焊接路径；

其中，从所述初始焊接路径程序中提取焊点坐标和焊枪角度信息，包括：读取初始焊接路径程序文件；从所述初始焊接路径程序文件中识别孤立焊点和连续焊点，并提取各个所述孤立焊点和连续焊点的坐标信息，其中，所述连续焊点包括以固定顺序焊接形成焊缝的至少两个焊点；所述坐标信息包括焊点坐标和焊枪角度坐标，所述焊枪角度坐标记录了焊枪从一个焊点坐标移动到另一个焊点坐标的转动角度信息；所述连续焊点的坐标包括起始点坐标和终点坐标，如果一段连续焊点的终点坐标同时是另一段连续焊点的起始点坐标，则将这两段连续焊点合并为新的连续焊点，并记录所述终点坐标或所述起始点坐标为所述新的连续焊点的中间点坐标；

其中，根据所述焊枪角度信息对焊枪的焊接路径进行优化，包括：初始化蚁群算法的参数，确定包括蚁群中蚂蚁的数目、焊枪角度因子和最大循环次数；随机选择一个焊点作为蚂蚁的起点，按照预设的循环规则遍历所有焊点，实现一次焊接循环，直至焊接循环的总次数达到所述最大循环次数；将每次焊接循环中蚂蚁的移动轨迹记为焊枪的一条焊接路径，得到优化后的所有焊接路径的集合；

其中，基于所述焊枪角度信息选取的焊枪的最短焊接路径作为最优焊接路径，包括：计算第i只蚂蚁所经过的焊接路径长度Li，以及所述焊接路径上的焊枪角度因子Φi；设目标函数Ti＝Φi Li，并将所述目标函数Ti的最优解T对应的焊接路径作为最优焊接路径；其中，T＝min(Ti)；所述焊枪角度因子Φi归一化，其范围为[0，1]。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取焊接机器人的初始焊接路径程序的方法包括：

从焊接机器人示教器程序备份中导出；

或者，从机器人厂商专用工艺仿真软件模拟示教程序中导出；

或者，从第三方工艺仿真软件离线程序中导出。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的循环规则为：

每抵达一个焊点，先判断所述焊点的焊接类型；

如果所述焊点为孤立焊点，则按照状态转移概率向下一个焊点位置移动；

如果所述焊点为连续焊点的起始点，则无条件地向所述连续焊点中沿固定顺序排列的下一个焊点位置移动，且排除由两段连续焊点合并所构成的新的连续焊点的中间点作为蚂蚁的起点；

每经过一个焊点，则修改蚂蚁个体的移动禁忌表，同时更新当前焊接循环中的信息素浓度，直至遍历所有焊点，实现一次焊接循环。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述焊枪角度信息对焊枪的焊接路径进行优化，将基于所述焊枪角度信息选取的焊枪的最短焊接路径作为最优焊接路径之后，还包括：

根据所述最优焊接路径对初始焊接路径程序中的焊接顺序重新排序，得到焊接路径优化程序；

根据实际焊接工况在所述焊接路径优化程序中的部分焊点处、且沿焊枪角度方向增加焊接接近点和焊接退枪点；

对所述焊接接近点和焊接退枪点设置相应的焊接参数，得到完整的焊接路径优化程序，其中，所述焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、起弧文件、收弧文件和保护气体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述得到完整的焊接路径优化程序之后，还包括：

采用仿真软件对所述完整的焊接路径优化程序进行仿真模拟，再使用机器人进行现场焊接测试。