三维复杂焊接作业的多工位多机器人协同规划

为减少多工位多机器人焊接流水线的完工时间、提高各机器人焊接任务均衡度,提出了基于元启发嵌套算法的协同规划方法。以车门为焊接对象,对多工位多机器人的流水线焊接模式进行介绍,建立了以最小化完工时间、最优化焊接任务均衡度为目标的协同规划模型,设计了机器人焊接路径与任务分配的联合优化方案。针对多机器人任务分配问题,提出了有性和无性混合遗传算法的分配方法,实现了元启发嵌套的多机器人任务分配和单机器人路径规划联合优化;使用蚁群算法规划单机器人的焊接路径;基于完工时间均衡对多工位焊接任务进行了分配。实验结果表明,采用元启发嵌套算法方案的完工时间为61.23 s,比遗传与蚁群组合规划算法减少了22.12%,比贪婪迭代算法减少了6.92%;各机器人完工时间最大差值为2.31 s,比遗传与蚁群组合规划算法减小了9倍,比贪婪迭代算法减小了5倍。实验结果验证了所提方法在多工位多机器人协同焊接中的优越性。