基于改進蟻群算法的機械臂焊接路徑規劃*

劉環宇，王 宇，趙柏棟，姚奉裕，李 顯，王德權

(大連工業大學機械工程與自動化學院，大連 116034)

0 引言

機械臂焊接路徑規劃是指在實際生產環境中為機械臂規劃出一條歷經所有焊點且不發生障礙的路徑，一般以路徑最短、完成時間最短或者能耗最低之一作為評價標準[1]。傳統的機械臂焊接路徑通常依靠工藝人員的經驗獲得，導致機械臂移動路徑長、工作效率低等問題。針對機械臂焊接路徑規劃問題，國內外學者在智能優化算法上進行了大量的研究。 蟻群算法是基于螞蟻群體覓食行為提出的一種啟發式搜索算法，廣泛應用于路徑搜索問題中，具有魯棒性好的優點，但面對復雜路徑問題時，存在容易陷入局部最優解等問題。

為解決蟻群算法存在的問題，CAO等[2]提出了動態調整信息素蒸發率改進全局最優性和收斂速度，同時改進啟發式函數和狀態轉移規則，以盡快找到最優解，并改變信息素更新策略，以避免過早收斂。姜偉楠等[3]提出了一種改進的蟻群算法，通過引入人工勢場和A*算法的評估函數，減少了蟻群算法初始規劃的盲目性，提高了算法的全局最優性。馮超鈺等[4]提出了用蟻群算法和粒子群算法混合的算法計算得出合理的焊接路徑，并在ROBCAD中建立仿真模型，解決了可達性、障礙等問題。

本文針對蟻群算法容易陷入局部最優的問題，提出一種改進蟻群算法，通過對焊點布局圖轉換，結合粒子群算法的編碼方式，對全局焊點路徑求解；……