随着工业自动化水平的飞速发展,焊接机器人技术在生产实际中的应用也得到很大地提高,它逐渐取代了焊接工人的操作,在汽车制造过程的白车身焊接装配线上发挥着重要的作用。作为焊接机器人之一的点焊机器人在应用初期,因工作简单、任务量小,并且由于一些工位仍是人工作业,使得焊接机器人的工作节拍不是很紧张,所以涉及其焊接优化和仿真的研究较少。但由于汽车工业的不断发展,以及自动化水平的提高,机器人在生产线上的占有率越来越高,焊接任务也变得更加繁重和复杂,提高焊接线的生产效率成为当今关注的一个重点。所以为了适应需求,生产调试的过程已不在生产现场才开始进行,在设计阶段就进行优化和仿真分析,这样在进入实际生产前就消除大部分问题。技术手段的变更,也给项目管理带来了新的要求,这种生产和设计交错并行的项目,如果处理不好信息传递等情况,就会给项目带来很大的成本损失。所以形成一套完善的优化仿真项目的管理流程,是现阶段企业的必备条件。本文以白车身前地板工位为例,首先分析了白车身焊接生产过程,接着介绍在规划过程中将会影响机器人焊接效率和成本三个对象:生产零件、点焊工艺和制造资源。了解机器人焊接的概念及影响因素之后,建立焊接优化和仿真的项目小组,将小组分成数据、知识、流程、人员和项目管理五个方面,有效进行设计和生产阶段的相互传递。本论文研究的机器人焊接优化和仿真项目中,首先要进行的是优化任务,设备工作时间和单点的焊接时间基本是固定的,进行优化的有效方法就是找到一条完成所有焊点的焊接任务,并且用时最短的焊接行走路径,这就是焊接路径的规划问题。焊接路径规划实际上就是所有焊点之间的焊接顺序规划。这种寻找行走顺序的规划思路,它的数学模型就是著名的旅行商问题。通过研究文献发现,解决旅行商问题有许多数学算法,本论文通过分析各种热门算法的优缺点,结合机器人焊接的特点,最终选择蚁群系统作为本论文规划问题的数学算法,然后按照蚁群系统的工作流程,应用VISUAL STUDIO编写了机器人焊接顺序规划的软件。为验证软件的准确性,论文以前地板某工位的一个机器人所焊接焊点的顺序规划为例,先利用软件规划出一条焊接顺序,再通过人工规划得出一条焊接顺序,通过比较两者的路径长度,得出蚁群系统软件规划的优越性。在得出焊接路径的基础上,应用Tecnomatix仿真软件的Process Designer和Process Simulate模块实现白车身前地板工位机器人焊接动作的三维仿真,解决了二维路径规划过程中没有考虑焊枪与夹具和焊接件等的干涉问题。在三维的工作环境中,进一步分析了多机器人的路径优化的可行性,并模拟出符合工艺要求和机器人运动特性的运动轨迹,对现场有指导意义。