在汽车门板内外饰件焊接生产线上,面对不同型号汽车门板以及数量繁多、种类多样的焊点,需要使焊接生产更加柔性化和智能化。使用双臂协同焊接来替代单臂焊接可提高工作效率,同时也对生产安全提出了严格的要求:确保双臂焊接为无碰撞过程。焊接前的准备工作涉及焊点分配和焊点序列规划两个主要问题,关系到生产焊接效率。因此,本文针对汽车门板内外饰件的双机械臂协调焊接,研究双臂协同焊接、焊点分配与焊点序列规划,主要研究内容如下:首先,研究了焊接机械臂运动学与建模。双臂协同运动问题,涉及机械臂运动学。本文以IRB1600型号机械臂为研究对象,基于D-H表示法和迭代数值解法分别为其建立正、逆运动学方程,并建立运动学模型。基于机器人仿真平台V-REP进行仿真实验,验证机械臂模型的有效性,对正、逆运动学方程进行了验证。其次,研究了双臂碰撞检测及避障运动规划。本文基于OBB(Oriented Bounding Box)包围体技术建立机械臂碰撞检测模型,介绍了以OBB-Tree重叠检测为原理的碰撞检测算法,并以此作为避障运动规划的碰撞检验依据。通过设置目标偏置概率、加入最小步长控制和引入双向扩展树机制,对RRT(Rapidly-exploring Random Tree)算法进行了改进,并应用于机械臂避障路径规划。基于三次B样条曲线算法对避障路径进行轨迹平滑,以满足机械臂平稳运动需求。为解决双臂协调运动过程的碰撞问题,本文利用主从思想进行解耦规划,防止双臂在重叠工作空间中出现碰撞。以上方法与措施均在V-REP平台下进行仿真实验。最后,研究了面向汽车门板焊接的焊点分配与焊点序列规划。本文分析了实际焊接生产工艺需求,把实际问题抽象为数学问题后进行求解。将焊点分配问题抽象为带约束的凸函数优化问题,采用凸优化方法对汽车门板的焊点分配进行求解。将焊点序列规划问题抽象为带约束的TSP(Travelling Salesman Problem)问题,采用改进式遗传算法进行求解。本文在V-REP和Matlab双平台下搭建双臂焊接系统仿真平台,并利用双臂协同运动、焊点分配与焊点序列规划结果进行双臂焊接实验,实验结果表明,该焊接系统能够有效、安全的完成焊接工作。