[发明专利]基于多蚁群迭代寻优算法的焊接机器人路径规划方法

说明书

本发明公开了一种基于多蚁群迭代寻优算法的焊接机器人路径规划方法，包括：对焊接构件建立三维坐标轴，并读取焊接构件上所有焊接任务点的个数N_p以及各个焊接任务点的三维坐标；读取用户设置的多台焊接机器人的起点坐标；初始化多蚁群迭代寻优算法的初始参数；通过多蚁群迭代寻优算法对多台焊接机器人的焊接路径进行迭代寻优，将寻找到的距离最短的路径作为最优路径结果输出；对所述最优路径结果进行优化；将优化后的路径与多台焊接机器人的起点坐标相结合作为多台焊接机器人的焊接路径规划结果输出。通过本发明，能够实现焊接任务分配与路径规划过程的统一，不仅实现了焊接任务的自动化，同时还使得焊接机器人的焊接路径达到焊接效率最优。

技术领域

本发明涉及路径规划技术领域，特别涉及一种基于多蚁群迭代寻优算法的焊接机器人路径规划方法。

背景技术

随着现代工业技术的不断发展，焊接机器人已逐渐推广到各个行业中。例如在汽车制造业中，汽车白车身上的几千个焊接点都是通过焊接机器人自动完成的，实现这一功能的一个关键环节是对焊接机器人的焊接路径进行规划，如果能对焊接路径进行合理的规划，就可以减少机器人的工作时间，提高工作效率，降低生产成本。因此为了提高作业效率，大部分制造企业都是采用多焊接机器人协同作业的方式来完成同一个焊接任务。所以多焊接机器人的焊接路径规划技术已成为当前焊接机器人的技术研究重点之一。

目前的焊接路径规划大多数是基于人工进行手动规划。根据给定的焊接部件类型、焊点布局、焊点位置等信息，再结合车身数据模型的数据、生产工艺和流程、产品设计文档等，依靠技术人员自身的经验积累，规划出一条近似最优的焊接路径。但是在实践中发现，由于这种规划方式完全依靠专业技术人员的个人经验背景，且不同的技术人员规划出的路径方案往往存在差异性，因此这种人工规划的路径方案缺乏一定的科学性，且规划调试周期长，不能保证高效率，缺乏生产柔性与自适应性，规划出的路径不能确保是理想的最优路径，只能实现焊接任务的自动化，难以保证焊接机器人的焊接效率最优。

发明内容

本发明提供一种基于多蚁群迭代寻优算法的焊接机器人路径规划方法，能够实现焊接任务分配与路径规划过程的统一，不仅实现了焊接任务的自动化，同时还使得焊接机器人的焊接路径达到焊接效率最优。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于多蚁群迭代寻优算法的焊接机器人路径规划方法，包括以下步骤：

对焊接构件建立三维坐标轴，并读取焊接构件上所有焊接任务点的个数N_p以及各个焊接任务点的三维坐标；

读取用户设置的多台焊接机器人的起点坐标；

初始化多蚁群迭代寻优算法的初始参数；

通过多蚁群迭代寻优算法对多台焊接机器人的焊接路径进行迭代寻优，将寻找到的距离最短的路径作为最优路径结果输出；

对所述最优路径结果进行优化；

将优化后的路径与多台焊接机器人的起点坐标相结合作为多台焊接机器人的焊接路径规划结果输出。

优选地，所述多蚁群迭代寻优算法的初始参数包括蚂蚁种群数量m_g、单个蚂蚁种群的蚂蚁数量m_a、信息素重要程度因子α、启发函数重要程度因子β、信息素挥发因子ρ、信息素释放因子Q、最大迭代次数N_max、启发函数η_ij、信息初始素浓度

优选地，所述蚂蚁种群数量m_g等于所述多台焊接机器人的个数；所述单个蚂蚁种群的蚂蚁数量m_a等于单个焊接机器人的焊接任务点数量，当1≤N_p≤100时，m_a＝40,当101≤N_p≤300时，m_a＝50,当N_p>300时，m_a＝60。