探讨白车身焊接机器人的焊接路径优化方法及仿真分析
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探讨白车身焊接机器人的焊接路径优化方法及仿真分析
作者：韦乐乐朱腾权
来源：《中国科技纵横》2016年第07期
【摘要】作为车身加工的重要环节，焊接水平高低直接关系白车身的质量情况，是提高
整个汽车生产效率的关键环节，对企业的长远发展产生重要影响。但是，在焊接过程中，每台机器人需要焊接位置的很多。可见，探究焊接路径的优化方法显得尤为重要。然而，现阶段，我国汽车企业在路径优化方面的技术仍然处于落后状态，普遍存在作业顺序不当的问题，最终影响汽车生产节拍。为此，本文基于遗传算法，构建数学模型，分析焊接路径的方法，并且编写相关的软件，最后进行仿真，以发那科点焊机器人作为案例，将证实该路径是可行的，旨在强化行业交流，为提高国内机器人焊接提供借鉴。
【关键词】白车身焊接焊接路径优化仿真分析
1 前言
白车身具有较多的零部件，是一个相当复杂的结构。据统计，它的零件制造占汽车全部零件制造的比重高达40%-60%，冲压零件约600个，而焊接工位多达60-77个。在生产过程中，白车身含有约2500个装夹定位，4500个焊点。由于白车身对汽车具有重要支撑作用，而焊接难度很大，因此对其焊接路径进行优化具有重要意义，也是提升汽车质量的重要举措[1]。通
常情况下，它的焊接含有车门、侧围、地板等焊接，常见的方法包括激光焊接、螺柱焊接、电阻焊接等。为了提高白车身焊接技术，提高企业的经济效益，很多汽车企业逐渐倾向于选取焊接机器人来完成对白车身焊接工作，该种方法也是汽车制造的领先技术。本文针对机器人焊接路径进行探讨，制定优化方案，并进行仿真。
2 焊接路径优化方法
2.1 生产过程
优化焊接路径本质上属于探究机器人焊接用时最短的路径。研究表明，优化焊接路径需要考虑很多因素，例如焊接变形情况、焊钳、焊点位置等。为此，要想制定优化路径的方案，相关人员应当对其焊接生产过程进行全面了解。结合笔者经验，本人认为焊接路径主要分析制造资源、点焊工艺、零件这三个对象[2]。研究表明，白车身生产过程为：定位并通过工具将其
夹紧、移动焊钳至焊接位置、焊接、移开焊钳，将工具松开。在整个生产过程中，机器人主要工作是点焊在每个夹具中的零件，而为了确保每台机器人正常作业，因此他们的作业原点也有所不同。通常情况下，焊接好焊点后，机器人都会自动移动到规定的焊点，最终移动到作业原点[3]。由上述可知，机器人具有两种运动：一是焊点与作业原点间的移动，另一种是焊点间