[发明专利]一种基于移动平台的机器人焊接系统任务分配与路径规划方法

权利要求书

1.一种基于移动平台的机器人焊接系统任务分配与路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：进行工件基准检测，确定工件在工作台上的位置；构建工件的三维模型，并确定初始设置参数；通过计算机辅助设计软件提取包含工件厚度，焊缝数量，焊缝形状，焊缝起点、终点坐标的几何特征信息，根据上述信息确定具体的焊缝类型和焊接参数；

步骤2：通过离线仿真软件计算焊接机器人的工作空间；结合步骤1提取的工件位置信息和几何特征信息，判断工件焊缝是否可以完全被包含在机器人的工作空间中，是，则选择纯机器人模式，机器人在进行焊接任务之前通过机架移动到机器人可达到的工件工作空间中，焊接过程中机架位置不变；一旦焊接任务完成，机器人将通过龙门移动到下一个工作空间进行后续焊接任务；否，则进入下一步；

步骤3：根据第一步提取的几何特征信息，判断是否为曲线焊缝或综合类型的焊缝，是，则选择协作模式，机器人与移动平台同时运动；否，则选择AGV/龙门模式，焊枪的位置仅由AGV/龙门来改变；

步骤4：根据第j个工件的焊缝几何特征信息计算其第i条焊缝的长度l_i以及第i条焊缝终点与第i+1条焊缝起点之间的直线距离d_i，进一步地，结合焊接速度V₁以及焊枪在相邻焊缝之间的移动速度V₂可以获得整体焊接时间的T_j函数表达式：

其中n为当前工件的焊缝总数；

将焊接时间作为第一目标函数：

F₁＝Max{T_j，j＝1，2，...，m} (2)

步骤5：根据第一步提取的几何特征信息，计算工件焊接路径长度的方差函数，将焊接路径方差函数作为第二目标函数：

其中，L_ij为第j个工件的第i条焊缝的直线长度；

步骤6：根据第一步提取的几何特征信息，计算焊接效率比，即单一焊缝长度与整体焊接路径长度的比值的和，将其视为优化焊接路径的第三目标函数:

其中，d_ij为第j个工件的第i条焊缝终点与第i+1条焊缝起点之间的直线距离；

步骤7：添加约束条件，约束条件C₁规定两个相邻的不对称焊缝不能同时焊接，约束条件C₂规定两个相邻的对称焊缝应该同时焊接；

步骤8：通过上述三个目标函数和两个约束条件，求解得到最优焊接路径。

2.如权利要求1所述的一种基于移动平台的机器人焊接系统任务分配与路径规划方法，其特征在于，焊枪的位置仅由AGV/龙门来改变；焊枪到达焊缝起点后，机器人的姿态保持不变，焊枪的位置仅通过PLC完成实时轨迹生成和插补功能，通过移动平台的运动来控制。