焊接机器人单元的任务分配排序和路径规划



焊接机器人单元的任务分配排序和路径规划

研究了由一个工件和几个焊接机器人组成的工作单元，旨在将工作单元的完成时间最小化。因此，首先需要在机器人之间分配任务，然后对每个机器人的任务进行排序，再计算任务之间最快的无碰撞路径。任务安排和路径规划大多是分开进行的，前者是一个典型的车辆选路问题，而后者通常被建模为一个最优化问题。

提出了一个完整的算法，其将离散优化技术、碰撞检测和最优控制问题有效地进行了结合。首先需要对机器人的路径进行有效地规划，保证所有的焊接任务都能有效地完成；之后进行路径的碰撞检测。碰撞检测有两种方法：一种是静态碰撞检测方法，该方法检查每个时间步长是否有两个物体相互碰撞；另一种是动态检测方法，其在整体配置给定一个连续路径的情况下检测是否有物体的碰撞发生。静态检测相对比较简单，但是如果时间离散化的太大，那么将可能漏掉碰撞。另外，如果将时间步长减小则又会增加很大的计算量。为此，使用了动态碰撞检测方法。完成碰撞检测后，需要在已规划好的轨迹上对机器人进行最优化控制，以减少机器人总体完成任务的时间。仿真与试验结果显示，该算法能够提高焊接过程的生产效率，并且比较稳定可靠和有比较好的运算实时性，同时能够有效地避免焊接机器人之间的碰撞。

Chantal Landry et al. Methods and Models in Automation and Robotics （MMAR），2013 18th International Conference.

编译：王也