基于双矩阵编码混合蛙跳算法的多焊接机器人任务分配

来源：计算机集成制造系统杂志2024年第5期北京时间：

作者：常浩, 刘银华, 赵文政, 程晓明

单位：上海理工大学机械工程学院

摘要：焊接工艺是整车制造的重要环节之一,多机器人焊接工艺问题涉及任务分配、多机协调与运动规划等多个子问题,这些子问题之间的耦合关系导致工艺规划问题求解困难。针对车身复杂结构焊接过程中多机器人运动空间狭窄、焊接节拍受限等问题,综合考虑机器人的可达性、机器人与静态环境无碰与多机器人无冲突等条件,提出一种面向多焊接机器人协调运动规划的任务分配新方法。首先,构建候选轨迹库与轨迹冲突表,在此基础上建立面向焊点任务分配与焊接轨迹协调规划的优化模型,提出基于双矩阵编码的改进混合蛙跳算法进行优化求解。通过加入两种交叉算子、一种变异算子与贪婪放置策略,获得多机器人焊接任务近似最优规划结果。最后,通过某白车身焊接案例验证了所提方法有效性。同时,结果证明,工位焊接周期平均下降16.26%,多机器人运行时间一致性提升30.87%。

关键词：焊接工艺,任务分配,多约束优化,协调运动规划

基金资助：国家自然科学基金面上资助项目(51875362);上海市自然科学基金资助项目(21ZR1444500);上海市浦江人才计划资助项目(22PJD048)。