焊接機器人單元的任務分配排序和路徑規劃

?

焊接機器人單元的任務分配排序和路徑規劃

研究了由一個工件和幾個焊接機器人組成的工作單元，旨在將工作單元的完成時間最小化。因此，首先需要在機器人之間分配任務，然后對每個機器人的任務進行排序，再計算任務之間最快的無碰撞路徑。任務安排和路徑規劃大多是分開進行的，前者是一個典型的車輛選路問題，而后者通常被建模為一個最優化問題。

提出了一個完整的算法，其將離散優化技術、碰撞檢測和最優控制問題有效地進行了結合。首先需要對機器人的路徑進行有效地規劃，保證所有的焊接任務都能有效地完成；之后進行路徑的碰撞檢測。碰撞檢測有兩種方法：一種是靜態碰撞檢測方法，該方法檢查每個時間步長是否有兩個物體相互碰撞；另一種是動態檢測方法，其在整體配置給定一個連續路徑的情況下檢測是否有物體的碰撞發生。靜態檢測相對比較簡單，但是如果時間離散化的太大，那么將可能漏掉碰撞。另外，如果將時間步長減小則又會增加很大的計算量。為此，使用了動態碰撞檢測方法。完成碰撞檢測后，需要在已規劃好的軌跡上對機器人進行最優化控制，以減少機器人總體完成任務的時間。仿真與試驗結果顯示，該算法能夠提高焊接過程的生產效率，并且比較穩定可靠和有比較好的運算實時性，同時能夠有效地避免焊接機器人之間的碰撞。

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

編譯：王也