多机器人协同的汽车内外饰件焊接路径规划研究

发布时间：2020-08-12 17:01

【摘要】：汽车制造业是我国的重要产业,在整个制造业中占据着相当重要的地位,其中汽车配件行业对汽车行业的整体发展非常关键。我国汽车零部件生产尤其是汽车内外饰件的焊接还处于简单、低级的手工作坊式生产。为了满足高节拍、高效率生产,如今大多数焊接采用机器人自动完成。目前,汽车内外饰件的焊接主要依靠技术人员手工对机器人进行焊接路径的规划。然而,对于焊点数量多且分布复杂的焊接任务,人工规划周期长、效率不高。因此,研究多机器人焊接路径规划问题,对减少节拍时间,提高焊接生产效率有着重要意义。本论文以某种汽车门板饰件为焊接对象,主要研究了单台及多台焊接机器人的路径规划问题。首先,从汽车内外饰件焊接技术、生产线工艺流程对汽车内外饰件焊接路径规划任务进行了分析,确定路径规划的任务目标。根据路径规划建立的数学模型,选择遗传算法求解最优焊接路径问题。同时,针对基本遗传算法的缺陷进行了改进优化,提出一种改进遗传算法(GA-STA)。在考虑工艺约束下,以焊接路径最短为目标准则,将改进遗传算法(GA-STA)用于单台焊接机器人路径规划仿真。其次,研究了多台机器人协同焊接的路径规划问题。首先分析了多机器人焊接路径规划目标与约束条件,确定其路径规划流程。接着对多机器人焊点任务分配和干涉问题进行了分析与建模,设计了基于蚁群算法的焊点分配模型,并将多机器人焊接问题转化为多个单机器人进行焊接路径规划。最后,分别以两台机器人和四台机器人焊接为例,仿真验证算法的可行性及合理性。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP242
【图文】：

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汽车内外饰件焊接生产概述汽车内外饰件焊接技术概述接技术是汽车生产过程中的重要技术之一，焊接质量直接影响到产品的做整个生产工艺流程。在对焊接机器人进行路径规划之前，有必要对汽车内技术、工艺流程和对象进行分析，为后续的焊接路径规划奠定基础。图 2-1 所示，汽车车身通常由车身本体、车身内装饰件、车身外装饰件、等四部分组成[17]。汽车内外饰件一般是指除了车身本体（白车身）和电汽车内外装饰配件，如仪表板、仪表盘、喇叭网罩盖、保险杠、车门部装、前发动机舱等等，各个饰件又由若干个零部件组成。因此，汽车内外饰个部件通过焊接组合形成的。

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第二章汽车内外饰件焊接路径规划相关分析 2-2 所示，塑料超声波焊接技术是通过借助超声波频率，将 50/60H40KHz 的高频电能，被转换的高频电能通过转换器被转换成为同等频高频振动的作用下使塑料焊接面因高温高热而熔化，并施加一定的压度的熔化层，熔化层冷却凝固后形成牢靠的一个整体[31]。采用超声波常牢固，焊接强度近似等于原材料强度。超声波焊接技术已成功地运用于电子、塑胶、包装、汽车配件等行业、仪表板和仪表盘、刹车显示灯、方向指示器、汽车门板以及其他与件制造工业中[32]。超声波焊接能够克服其他传统焊接工艺的缺点，成牢固的整体，而且还具备极好的密封效果。超声波焊接技术是未来展方向之一。

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汽车门板焊接对象

【参考文献】