[发明专利]一种焊接机器人路径规划方法

摘要

本发明提供一种基于聚类指导多目标粒子群优化技术的焊接机器人路径规划方法，包括：建立焊接机器人的D‑H参数模型；通过几何避障策略得到避障路径，并针对所述避障路径进行基于笛卡尔空间的轨迹规划；计算所述避障路径中的焊接起始点与焊接终止点之间的路径长度和运动能耗；以及采用聚类指导多目标粒子群优化算法对所述路径长度和所述运动能耗进行双目标路径规划，并得到路径规划的优化结果。相比于现有技术，本发明可让用户快速地实现焊接机器人的路径长度和运动能耗的双目标优化，指导工程师更有效地进行焊接机器人的示教工作，大大减少焊接机器人系统集成和调试时间。

主权项

1.一种基于聚类指导多目标粒子群优化技术的焊接机器人路径规划方法，适于对焊接机器人的路径长度和运动能耗进行双目标优化，其特征在于，该焊接机器人路径规划方法包括以下步骤：/n建立焊接机器人的D-H参数模型；/n通过几何避障策略得到避障路径，并针对所述避障路径进行基于笛卡尔空间的轨迹规划；/n计算所述避障路径中的焊接起始点与焊接终止点之间的路径长度；/n计算所述避障路径中的焊接起始点与焊接终止点之间的运动能耗；以及/n采用聚类指导多目标粒子群优化算法对所述路径长度和所述运动能耗进行双目标路径规划，并得到路径规划的优化结果，为焊接作业提供焊接顺序参考；/n所述焊接机器人路径规划方法还包括：/n采用笛卡尔空间进行轨迹规划，通过逆运动学得到关节空间轨迹规划；以及/n通过动力学逆问题得到所述避障路径下的能耗；/n采用笛卡尔空间计算轨迹并对多自由度的关节机器人进行逆运动学分析的步骤包括：/n根据两点的焊枪位姿，得到各关节位于两点时的关节角度；/n利用五次多项式求解得到直线轨迹的插补向量，通过逆解得到关节角度、关节角速度、关节角角速度关于时间t的中间点向量；/n根据拉格朗日方法，利用逆动力学求解得到各个关节力矩；/n根据关节速度和关节力矩得到关节机器人在两点间的能耗，