现变异；
[0053] 步骤3035)校验算子：通过对换同一机器人的两条同步焊缝次序的方法，对交叉 和变异后产生的同步焊缝焊向不一致或者死锁的情况进行校验，将同步焊缝调整到焊向 一致状态，且无死锁现象的发生。
[0054] 作为优选例，所述的第四步包括以下步骤：
[0055] 步骤401)建立多机器人主从式机器人运动学协调模型：根据主机器人工具手、从 机器人工具手相对于待焊接工件的位姿变化关系，获得主从式机器人运动闭合链，并建立 式（9)所示的适用于紧耦合和松耦合的主从式机器人运动学协调模型：
[0057] 式⑶
[0058] 式中，sUsitep表示从机器人基座标系到从机器人工具手的位姿变换矩阵， mUs表示主 机器人基座标系到从机器人基座标系的变换矩阵，mU niitep表示主机器人基座标系到主机器 人工具手的位姿变换矩阵，s'tepU niitePa)表示从机器人工具手到主机器人工具手的位姿变换 矩阵，m'tepI tep(t)表示主机器人工具手到从机器人工具手的位姿变换矩阵；
[0059] 步骤402)确定主机器人轨迹：根据第一步中提取的焊缝特征，按机器人的示教方 法，获得主机器人的一系列离散化的焊点{ Pnil，Pni2, ...，P1J，作为主机器人的运动轨迹；Pnil 表不主机器人的第1个轨迹点，Pm2表不主机器人的第2个轨迹点，p mn表不主机器人的第η 个轨迹点；
[0060] 步骤403)确定从机器人轨迹：根据步骤401)建立的主从式机器人运动学协 调模型以及步骤402)获得的主机器人运动轨迹，获得从机器人的一系列离散化的焊点 {p sl, ps2, ...，PsJ，作为从机器人的运动轨迹；Psl表不从机器人的第1个轨迹点，ρ s2表不从 机器人的第2个轨迹点，psn表不从机器人的第η个轨迹点；
[0061] 步骤404)主从机器人同步焊接：根据步骤402)和步骤403)获得的主机器人和从 机器人的运动轨迹，将焊缝分成若干小段轨迹，使主从机器人在每一小段的运行时间相同， 进而保证主从机器人整个轨迹的同步运动；
[0062] 依据式（10)调整各机器人的焊接速度：
[0064] 式中，pmU+1)表示步骤402)中确定的主机器人的第i+Ι个焊点，ρ mi表示步骤402) 中确定的主机器人的第i个焊点，ps(1+1)表示步骤403)中确定的从机器人的第i+Ι个焊点， Psl表示步骤403)中确定的从机器人的第i个焊点，i为整数，1彡i彡n-1 ;T表示机器人在 步长内的运动时间，单位:ms ;Vnu表示同步调整后的主机器人在步长内的运行速度，单位： mm/ms ;vsi表示同步调整后的从机器人在步长内的运行速度，单位
[0065] 有益效果：与现有技术相比，本发明实施例的技术方案能够建立统一的基于任务 解耦的多机器人协作焊接方法，简单可行，具有极大的灵活性和广泛性，能够提高生产效 率，并降低生产成本。本发明的生成方法，首先根据工件模型，采用弦公差与最小步长相结 合的方法，通过非等距取点对焊缝进行离散化处理，实现对复杂空间曲线焊缝的特征提取； 然后根据多机器人工作站优化目标和约束条件，建立多机器人协作焊接任务规划模型；再 根据任务规划模型，采用多染色体结构的改进遗传算法完成多机器人焊接任务的分配；最 后建立基于运动闭合链的多机器人主从式协作运动模型，实现紧耦合和松耦合下的多机器 人协作路径规划。根据该方法，多机器人可以获得混合最优的任务规划模型，并通过多机器 人耦合关系建立统一的运动轨迹模型，较之常规的方法简单实用，应用范围广泛，可提高生 产效率，降低生产成本。
【附图说明】
[0066] 图1为本发明实施例的流程框图；
[0067] 图2为本发明实施例第一步的流程图；
[0068] 图3为本发明实施例第二步的流程图；
[0069] 图4为本发明实施例第三步的流程图；
[0070] 图5为本发明实施例第四步的流程图；
[0071] 图6为本发明实施例中同步焊缝焊接示意图；
[0072] 图7为本发明实施例中安全时间约束示意图；
[0073] 图8为本发明实施例中建立的多机器人主从式协调运动闭合链示意图；
[0074] 图9为本发明实施例中主从机器人同步控制示意图。
【具体实施方式】
[0075] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0076] 如图1所示，本发明实施例的一种基于任务解耦的多机器人协作焊接路径的生成 方法，包括以下步骤：
[0077] 第一步：根据待焊接工件模型，采用弦公差与最小步长相结合的方法，通过非等距 取点对焊缝进行离散化处理，提取空间曲线焊缝特征；
[0078] 第二步：基于第一步提取的空间曲线焊缝特征，建立以工作时间最短化和工作时 间均衡性最优化为优化目标以及同步焊接约束、安全时间约束和动力学/运动学约束等为 约束条件的多机器人协作焊接任务规划模型；
[0079] 第三步：根据第二步建立的多机器人协作焊接任务规划模型，采用多算子多染色 体结构的改进遗传算法，进行多机器人焊接任务的分配；
[0080] 第四步：根据第三步多机器人焊接任务的分配，建立基于运动闭合链的多机器人 主从式协作运动模型，生成紧耦合和松耦合下的多机器人协作路径。
[0081] 如图2所示，所述的第一步包括以下步骤：
[0082] 步骤101)获得初始化数据：根据待焊接工件模型，设定弦公差d与最小步长s，并 将焊缝起始点作为初始位置Pc;
[0083] 步骤102)预估计下一个焊点位置：根据前一焊点和焊缝曲线，利用式⑴预估计 下一个焊点位置P 1;
[0085] 式中，预估焊点位置？1用（Xl，yi，Zl)表示，（ Xl，yi，Zl)表示预估焊点在笛卡尔坐标 系中的坐标，笛卡尔坐标系的原点为工件模型中心或者夹具中心，X轴方向为平行于工件的 方向，Z轴方向是垂直于工件的方向，由X轴方向和z轴方向根据右手法则确定y轴方向； (Xi i，yi 1，Zi D表示位于预估焊点之前的一个焊点在笛卡尔坐标系中的坐标；i = 1、2、…、 〇, i的初始值为1，〇表示焊点的总数；
[0086] 步骤103)获得实际步长：对步骤101)和步骤102)获得的相邻焊点，根据弧微分 公式（2)，获得相邻两焊点之间的实际步长S1;
[0088] 式中，X'⑴表示第i段步长在X轴方向上的偏导数，y'⑴表示第i段步长在 y轴方向上的偏导数，^ (t)表示第i段步长在z轴方向上的偏导数，t。表示实际步长的 开始时间，t表示实际步长的终止时间；
[0089] 步骤104)对下一个焊点进行校正：根据步骤103)获得的实际步长S1，与步骤 101)设定的最小步长S比较，若S < S1，则下一个焊点离散完成，步骤102)预估计的焊点 位置P1为下一个焊点的离散点；若s>s p则舍弃步骤102)预估计的焊点位置，并在公式（2) 中，以最小步长s校正得到下一个离散点P1。校正过程是：用s替代S 1，然后根据公式（2) 反推出h，设P1O^y1, Z1)，贝IJ
即得下一个离散点 PiUi, yi; Zi) 〇
[0090] 步骤105)获得所有离散点：返回步骤102)，直到获得所有的离散点，实现对空间 曲线焊缝的特征提取。
[0091] 根据提取的焊缝，可获得包括焊缝ID、焊缝长度、焊缝离散点个数等焊缝信息，并 根据各机器人的工作空间、工艺要求等将焊缝分为独立焊缝、同步焊缝和竞争焊缝等。如图 3所示，所述的第二步包括以下步骤：
[0092] 步骤201)建立机器人工作的混合最优目标U，如式（3)所示：
[0093] U = W1U^w2U2 式（3)
[0094] 式中，W1表示工作时间最短化优化目标的权重，U i表示工作时间最短化优化目 标，U1=HiaxItr，广=1，2,3，一,ah工作时间最短优化目标就是所有机器人的最长运 动时间A 1?表示编号为i '的机器人的运动时间，a表示机器人的总数;W2表示各机器人 工作时间均衡性最优化目标的权重，U 2表示各机器人工作时间均衡性最优化目标，U2 = min {max (t；- )-min(ti- )}；
[0095] 步骤202)建立约束条件：约束条件包括空间可达性约束、碰撞约束、运动学约束、 同步焊接约束和安全时间约束；
[0096] 如图6所示，实际焊接应用中，为了保证焊接质量，某些焊缝需要多机器人同步焊 接，必须保证多机器人焊接的起止时间、焊向等保持一致，即实现同步焊接。对于同步焊缝， 建立如式（4)所示的同步焊接约束条件：
[0097] tvs= tws, tve= twe, dv= dw(v, w e S)式（4)
[0098] 式中，tvs表示焊缝v的开始焊接时间，t ws表示焊缝w的开始焊接时间，t 表示焊 缝V的结