对于ga算法的协调机器人双光束激光焊接轨迹规划研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com务l訇化基于Q算法鬯勺协调机器人双光束激光焊接轨迹规划研究：ofGA由asedalgorithmtocoordinaterobotdual-beamlaserweldingtrajectoryplanning宋琳琳，徐志刚，王军义，毛明旭。SONGLin．1in，XUZhi—gang，WANGJun—yi，MAOMing—XU(1．沈阳理工大学沈阳，11O168；2．中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳110179；3．辽宁科技大学，鞍山114051)摘要：针对长尺寸整体

2、薄壁板T型接头激光焊接，提出双光束激光焊接技术，成功解决T型接头单面双侧焊接，保证T型接头的双面成型，对整体变形量控制和隐身性能的提高起到不可替代的作用。针对双光束激光焊接机器人采用激光跟踪技术进行焊缝提取与跟踪，使激光焊接头回归到焊缝有效范围内；运用遗传算法和主从机器人协调操作得到两台机器人的最优焊接轨迹，保证焊接的一致性，确保焊接质量。关键词：遗传算法；机器人协调；双光束激光焊接；轨迹规划中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)10(下)-0116-03Doi：10

3、．3969／J．1ssn．1009-0134．2014．10(下)．300引言之间T型接头的焊接问题，该技术采用两束激光对航空制造能力是衡量国家工业基础、科技领壁板结构T型接头两侧同步施焊，完成蒙皮与加强先水平和综合国力的重要标志，国产战机的先进筋之间的连接。双光束激光焊接有比单光束焊接制造技术是支撑国防建设的重要力量，针对新型更复杂的机理，它采用了对称的焊接热源，从T型战机机身高强度、超机动性及优异隐身性能的设接头两侧同步施焊，扩大了深熔焊小孔上端的开计要求，钛合金结构件的焊接／连接科学技术成为口有利

4、于焊接过程中气体的逸出增强了小孔的稳定性，从而减少气孔率、增加过程稳定性，最大亟待解决的关键问题。尾段制造采用钛合金薄壁程度地减小焊接产生的变形，保证蒙皮外型面的类的新型轻量化结构可以实现减重、减少制造工形状精度。因此，双光束激光焊接技术在国外航序及节约材料的目的。空制造领域迅速得到了应用。空客公司在以A380目前，国内还没有针对整体壁板T型接头激为代表的系列机型上均大量采用了双光束激光焊光焊接的成熟装备和工艺，各飞机制造公司一直接的铝合金整体壁板，即采用双光束激光焊接技采用普通的铆接或电阻穿透焊接，不

5、能满足设计术将6013T6铝合金机身蒙皮与6013T65ll铝合金的需要。国外发达国家有成熟的激光焊接专门设加强筋焊接成为整体机身壁板，如图l所示，取代备，但是限制对我国的出口，针对目前的国际政原有的铆接密封壁板，强度提高近20％，结构重量治环境，急需解决整体薄壁板T型接头焊接成形问减轻近20％，成本降低25％。双光束激光焊接技术题，减小焊接形变、调高抗疲劳强度和提高焊接的这些应用使焊接技术成功地实现了从零件级到效率是解决该问题的关键所在。国内很多的激光部件级，甚至部件间连接的质的跨越。双光束激焊接设备

6、主要是针对集激光焊接、熔覆和复合焊光焊接技术的应用为世界航空制造业带来了一次接的激光通用平台，不是针对长尺寸整体薄板T型伟大的技术变革u。接头焊接的专门设备，致使该问题一直没有彻底得到有效解决。成功解决T型接头单面双侧焊接，保证T型接头的双面成型，对整体变形量控制和隐身性能的提高起到不可替代的作用。1双光束激光焊接技术进入21世纪，双光束焊接成为激光焊接的一个新的研究方向。为解决壁板结构蒙皮与加强筋图1整体机身壁板示意图收稿日捆：2014—06—03基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专

7、项(2013ZX04001041)作者简介：宋琳琳(1990一)，女，沈阳人，硕士研究生，研究方向为激光焊接和机器人。[1161第36卷第10期2014—10(下)学兔兔www.xuetutu.com图2双光束激光焊接装备效果图2双机器人轨迹规划算法本课题的效果图，如图2所示，其优化目标是满足运动学约束的所有关节的运动时间最短。其函数如下：厂∽=min∑(”tj2+tjs)J=Os．t．max{IVj1I)max{lVjzI】≤眈图3遗传算法流程图max(1Vjs1)。编码方式采用换位表达，适应度函数为

8、：n一1j=1,2．3．4。⋯．nL：(+1一xi)+(y￡+1一yi)+(i+1一zi)r—式中，vj。，vj，Vj，为第j个关节每段多项式随E=1时间变化的速度。群体M=30，终止代数T=200，选择算子为锦采用遗传算法优化每段插值时间，其流程标赛法，交叉算子采用循环交叉(CX)，图，如图3所示。表1提取焊点的坐标第36卷第1O期2014-10(下)[1171学兔兔www.xuetutu.com务I造訇化P：0．8，变异算子采用互换变异