CN117601136B - 一种自动焊接机器人路径规划方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及路径规划技术领域，提出了一种自动焊接机器人路径规划方法及系统，包括：获取焊接的位置数据以及焊接机器人空间位置数据；根据焊接的位置数据以及焊接机器人空间位置数据获取轨迹平滑指数；根据轨迹平滑指数获取焊接热稳定度；根据焊接热稳定度获取焊接姿态舒适指数；根据轨迹平滑指数及焊接姿态舒适指数获取代价函数；利用A‑Star路径规划算法基于代价函数获取焊接机器人路径规划结果。本申请通过改进代价函数，提高了焊接机器人焊接路径的平滑性。

Description

一种自动焊接机器人路径规划方法及系统

技术领域

本申请涉及路径规划技术领域，具体涉及一种自动焊接机器人路径规划方法及系统。

背景技术

自动焊接机器人是一种能够通过预先设定的程序或算法来执行焊接任务的机器人，通常配备有焊枪或激光焊接头等焊接设备，由于自动焊接机器人生产效率较高，且在执行焊接任务时不受疲劳、情绪等影响，能够减少焊接缺陷，同时在高温、有毒环境中执行焊接任务，能够提高安全性，避免对工作人员健康的潜在损害。

为确保自动焊接机器人在执行焊接任务时的高效性、安全性和精确性，需要对自动焊接机器人的行驶路径进行规划，优化焊接效率，保证焊接质量，降低能源消耗。传统的用于路径规划的算法如A-Star路径规划算法，能够在进行在启发式搜索的同时保证找到最优路径，具有较高的搜索效率，实时性较高，适用于自动焊接机器人的实施规划，但A-Star路径规划算法的效率对代价函数的依赖程度较高，且所得最优路径通常不够平滑，导致在自动焊接机器人按照传统的A-Star路径规划算法所得最优路径行驶时，出现角速度等较大的问题，进而造成焊接质量不稳定、焊接外观不美观等情况。

发明内容

本申请提供一种自动焊接机器人路径规划方法及系统，以解决最优路径平滑性较差的问题，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本申请一个实施例提供了一种自动焊接机器人路径规划方法，该方法包括以下步骤：

获取焊接的位置数据及焊接机器人空间位置数据；

根据焊接机器人空间位置数据获取焊接机器人在每个位置的搜索邻域，根据焊接的位置数据获取焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值；根据焊接机器人在每个位置的搜索邻域及焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数；根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度；根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数；根据所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数；

利用A-Star路径规划算法基于所述代价函数获取焊接机器人的路径规划结果。

优选的，所述根据焊接机器人空间位置数据获取焊接机器人在每个位置的搜索邻域，根据焊接的位置数据获取焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值的方法为：

将以焊接机器人的每个位置为中心，以第一预设参数空间大小的搜索域作为焊接机器人在每个位置的近邻路径搜索域；将焊接机器人在每个位置的近邻路径搜索域内设置第二预设参数个的邻域作为焊接机器人在每个位置的搜索邻域；

将焊接机器人在移动时相邻的两个位置数据、空间坐标原点分别作为点积法的输入，利用点积法得到焊接机器人在移动时相邻位置之间的夹角余弦值，利用反余弦函数基于所述夹角余弦值得到焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值。

优选的，所述根据焊接机器人在每个位置的搜索邻域及焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数的方法为：

其中，表示焊接机器人在第c个位置时向第d个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数，a表示所选取的焊接机器人的历史角度变化数值的数量，/>为第三预设参数，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动时的角度变化数值，/>表示焊接机器人在第b-1个位置向第b个位置移动时的角度变化数值，/>表示第四预设参数。

优选的，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度的方法为：

根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时焊枪与焊接点位之间的距离关系获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列；

计算所述焊接距离变化序列内每个元素值与上一个元素值之差的映射结果，计算所述映射结果与第四预设参数之和的倒数在所述焊接距离变化序列上累加和的均值，将所述均值与焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数的乘积作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度。

优选的，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时焊枪与焊接点位之间的距离关系获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列的方法为：

采集焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时每个时间点的焊枪位置与焊接点位的空间距离，将所有所述空间距离按照时间升序的顺序组成的序列作为焊接距离序列；

计算焊接距离序列内每个元素值与预设最佳焊接距离之差的绝对值，将所有所述绝对值按照时间升序的顺序组成的序列作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列。

优选的，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数的方法为：

根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列获取所述焊接距离变化序列的假设检验p值；

将焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度与所述焊接距离变化序列的假设检验p值的乘积作为分子；

计算预设最佳焊接角度数值与焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时与焊接点位之间的角度数值之差的绝对值，将所述绝对值与第四预设参数的和作为分母；

将分子与分母的比值作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数。

优选的，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列获取所述焊接距离变化序列的假设检验p值的方法为：

将焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列作为Wilcoxon符号秩和检验算法的输入，假设检验为所述焊接距离变化序列随时间的变化呈现下降的趋势，将Wilcoxon符号秩和检验算法的输出作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列的假设检验p值。

优选的，所述根据所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数的方法为：

将所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数的和作为分母；

对于焊接机器人的每个位置，分别计算焊接机器人的初始位置、当前位置与当前位置的每个搜索邻域的焊接点位之间的度量距离，将所述度量距离的和作为分子；

将分子与分母的比值作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数。

优选的，所述利用A-Star路径规划算法基于所述代价函数获取焊接机器人的路径规划结果的方法为：

将焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数、焊接的位置数据分别作为A-Star路径规划算法的输入，将A-Star路径规划算法的输出作为焊接机器人下一步的行驶路径。

第二方面，本申请实施例还提供了一种自动焊接机器人路径规划系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。

本申请的有益效果是：本申请通过分析自动焊接机器人的历史移动轨迹构建轨迹平滑指数，反映自动焊接机器人历史移动轨迹的平滑程度，将轨迹平滑指数作为A-Star路径规划算法中代价函数的一部分，避免自动焊接机器人出现角速度较大、轨迹不平滑等问题造成焊接质量不稳定、焊接外观不美观；基于轨迹平滑指数结合焊接距离的变化构建焊接热稳定度，反映自动焊接机器人对焊接点位进行焊接时的热稳定程度；基于焊接热稳定度结合焊接角度构建焊接姿态舒适指数，反映自动焊接机器人在进行焊接任务时焊接姿态合适程度，将焊接姿态舒适指数作为A-Star路径规划算法中代价函数的一部分，避免自动焊接机器人在移动过程中出现机械臂疲劳现象，影响机械臂的性能，进而影响焊接质量；基于轨迹平滑指数、焊接姿态舒适指数对A-Star路径规划算法中的代价函数进行改进，提高自动焊接机器人在移动时的平滑性，进而提高焊接质量与效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例所提供的一种自动焊接机器人路径规划方法的流程示意图；

图2为本申请一个实施例所提供的一种自动焊接机器人路径规划方法的实施流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，其示出了本申请一个实施例提供的一种自动焊接机器人路径规划方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S001，获取焊接的位置数据及焊接机器人空间位置数据。

本申请以自动焊接机器人在焊板上进行焊接任务为例进行分析，通过工程图纸或三维CAD模型中确定焊板中需要焊接的位置数据，所述焊接的位置数据为空间坐标数据，通过激光测距仪采集自动焊接机器人在焊板中的空间位置数据，所述空间位置数据为空间坐标数据，通过工程设计平台采集焊接精度。

为方便后续步骤中使用A-Star路径规划算法对自动焊接机器人行驶路径进行规划，需要将自动焊接机器人的活动空间进行离散化处理，即将自动焊接机器人的活动空间按照焊接精度划分为若干空间单元，如焊接精度为时，将自动焊接机器人的活动空间划分为若干/>的空间单元，将进行离散化后的自动焊接机器人活动空间记为离散活动空间，同时基于上述所得焊接点位数据，则可以确定焊接点位在离散活动空间中的位置。

至此，得到焊板中焊接的位置数据与自动焊接机器人在焊板中的空间位置数据。

步骤S002，根据焊接的位置数据及焊接机器人空间位置数据获取轨迹平滑指数，根据轨迹平滑指数获取焊接热稳定度，根据焊接热稳定度获取焊接姿态舒适指数，根据焊接姿态舒适指数获取代价函数。

首先，需要进行参数初始化。由于自动焊接机器人的离散活动空间为三维空间，故本申请使用A-Star路径规划算法以当前位置点为中心进行空间大小的近邻路径搜索时，当前位置点的搜索邻域数量为26。

进一步地，基于历史搜索路径构建轨迹平滑指数。在自动焊接机器人行驶过程中，为避免机器人角度变化过大出现焊接质量不稳定的问题，需要根据机器人历史行驶轨迹判断机器人选取某邻域作为下一行驶位置的程度，据此本申请构建轨迹平滑指数，反映自动焊接机器人在行驶过程中路径的平滑程度，轨迹平滑指数的构建过程如下：

根据自动焊接机器人在进行运动时相邻两个位置的空间坐标，基于空间坐标原点通过点积法计算两个位置空间坐标的夹角余弦，通过反余弦函数得到自动焊接机器人在移动时相邻两个位置的角度变化数值，其取值范围为。其中，点积法为公知技术，具体过程本申请不再赘述。据此计算轨迹平滑指数，其计算公式如下：

其中，表示焊接机器人在第c个位置时向第d个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数，a表示所选取的焊接机器人历史角度变化量的数量，本申请中取经验值10，若焊接机器人在最新位置时的历史行驶位置数量小于等于a时，为不影响后续计算，将其置为一固定常数/>，/>的大小本申请中取经验值1，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动时的角度变化数值，/>表示焊接机器人在第b-1个位置向第b个位置移动时的角度变化数值，/>表示协调因子，用于避免分母为0，本申请中取经验值1。

自动焊接机器人在移动时，相邻两个位置角度变化数值越大，即越大，表明机器人的历史移动轨迹越不平滑，同时机器人向第d个搜索邻域移动时的角度变化数值越大，即/>越大，表明机器人向第d个搜索邻域移动时的轨迹越不平滑，机器人的姿态越不稳定，此时对焊板进行焊接时，越可能出现焊接质量问题，故此时越不能向第d个搜索邻域移动，故计算出的轨迹平滑指数越小。

进一步地，基于轨迹平滑指数构建焊接热稳定度。在自动焊接机器人移动时，除焊接机器人移动轨迹的平滑程度对焊接质量有一定影响外，焊接机器人对焊枪与焊接点位之间的距离也有一定要求，过大或过小的距离均会对焊接质量产生负面影响，如距离过大会导致焊接热量不足，造成焊缝质量不佳，而距离过小则容易引起过热和焊接溅射，降低焊接质量。据此本申请基于轨迹平滑指数构建焊接热稳定度，反映焊接机器人在行驶过程中选择某邻域作为下一邻域对焊接点位进行焊接时的热稳定程度，焊接热稳定度的构建过程如下：

在离散活动空间中，记焊接机器人焊枪与焊接点位的最佳焊接距离为，本申请中取经验值10，将焊接机器人前/>（本申请中取经验值20）个时间点的焊枪位置与焊接点位的欧氏距离按照时间升序的顺序组成的序列记为焊接距离序列，其中相邻时间点之间的时间间隔为2s，实施者可以根据实际情况自行决定时间点数目以及时间间隔的取值。将焊接距离序列中各元素与最佳焊接距离之差的绝对值按照时间升序的顺序组成的序列记为焊接距离变化序列。据此可以构建焊接热稳定度，焊接热稳定度的计算公式如下：

其中，表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接时的焊接热稳定度，/>表示焊接机器人在第c个位置时向第d个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接时的焊接距离变化序列的长度，Sig()表示Sigmoid函数，用于将括号内的数据映射到(0,1)区间范围内，/>、/>分别表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接时的焊接距离变化序列中第f个、第(f-1)个元素的值。

若焊接距离变化序列中各元素的值逐渐变小，即对于不同的f，均存在小于0，表明此时焊接机器人在逐渐进行向焊接点位e靠近，且焊接机器人与焊接点位e之间的距离越接近最佳焊接距离，由于对/>经过Sigmoid函数处理，即/>越小，同时焊接机器人的轨迹平滑指数越大，即/>越大，表明焊接机器人在移动时的轨迹越平滑，在焊接时的稳定程度更高，故计算出的焊接热稳定度越大。

进一步地，基于焊接热稳定度构建焊接姿态舒适指数。在自动焊接机器人移动时，若机器人机械臂的扭转程度较大，则机械臂内部零件的摩擦程度较大，对机械臂的损伤越大，若保持该状态持续工作，则机械臂出现故障的可能性增大，将对焊接质量和效率产生较大影响；同时焊接机器人在进行焊接任务时，要求焊枪与焊接点位的角度保持一定的倾斜，以便于焊丝的正常送丝和熔池的形成。据此本申请基于轨迹平滑指数构建焊接姿态舒适指数，反映机器人在行驶过程中选择某搜索邻域作为下一位置时的合适程度，焊接姿态舒适指数的构建过程如下：

具体地，将焊接距离变化序列作为Wilcoxon符号秩和检验算法的输入，假设检验为焊接距离变化序列内数据呈现下降趋势，将Wilcoxon符号秩和检验算法的输出作为假设检验p值，反映假设检验成立的可能性，其中Wilcoxon符号秩和检验算法为公知技术，具体过程本申请不再赘述。计算焊接姿态舒适指数，其计算公式如下：

其中，表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接时的焊接姿态舒适指数，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接时的焊接热稳定度，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接时的焊接距离变化序列的假设检验p值，/>表示焊接机器人与焊接点位的最佳焊接角度数值，本申请中取经验值45，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动时与焊接点位e之间的角度数值，所述角度数值的取值范围为/>，表示协调因子。需要说明的是，焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动时与焊接点位e之间的角度数值是指焊接机器人在移动时第c个位置与焊接点位e的位置之间的角度变化数值。

焊接热稳定度越大，即越大，一定程度上反映了自动焊接机器人从第c个位置移动到第d个搜索邻域位置进行焊接任务时焊接效果越好，同时Wilcoxon符号秩和检验算法的p值越大，即/>越大，表明自动焊接机器人焊枪到焊接点位间的距离向最佳焊接距离靠近的趋势越强，进行焊接任务时焊接效果越好，避免出现焊接距离过大或过小导致焊接质量变差的问题，同时自动焊接机器人焊接角度数值与最佳焊接角度数值的差异越小，即越小，表明此时进行焊接任务越有利于送丝和熔池的形成，即越适合向第d个邻域移动，故计算出的焊接姿态舒适指数越大。

进一步地，基于焊接姿态舒适指数计算A-Star路径规划算法中的代价函数。通过上述步骤所得焊接姿态舒适指数，反映自动焊接机器人在行驶过程中选择某搜索邻域作为下一位置时机械臂的力学舒适度，则可以计算A-Star路径规划算法中的代价函数，其计算公式如下：

其中，表示焊接机器人在第c个位置时向第d个搜索邻域移动后对焊接点位e进行焊接时的代价函数，/>表示焊接机器人的初始位置到焊接点位e之间的曼哈顿距离，表示焊接机器人的第c个位置到焊接点位e之间的曼哈顿距离，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接时的焊接姿态舒适指数，/>表示焊接机器人在第c个位置时向第d个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接时的焊接热稳定度。曼哈顿距离的计算为公知技术，具体过程本申请不再赘述。

自动焊接机器人的初始位置到焊接点位e的曼哈顿距离越大，即越大，同时自动焊接机器人的第c个位置到焊接点位e的曼哈顿距离越大，即/>越大，同时自动焊接机器人在第c个位置时向第d个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数、焊接热稳定度、焊接姿态舒适指数越小，即/>、/>、/>越小，表明自动焊接机器人从第c个位置向第d个搜索邻域移动对焊接点位e进行焊接任务时，自动焊接机器人的移动轨迹越不平滑、进行焊接时焊接质量越差、对自动焊接机器人的损伤越大，即自动焊接机器人向焊接点位e移动所需要的代价越大，故计算出的代价函数越大。

按照上述步骤则可以分别计算自动焊接机器人在移动到最新位置时向26个搜索邻域移动后对焊接点位进行焊接时的代价函数。

至此，得到自动焊接机器人在每个位置时向每个搜索邻域移动后对焊接点位进行焊接时的代价函数。

步骤S003，利用A-Star路径规划算法基于代价函数得到焊接机器人的路径规划结果。

将自动焊接机器人在每个位置时向每个搜索邻域移动后对焊接点位进行焊接时的代价函数、焊接的位置数据分别作为A-Star路径规划算法的输入，即通过焊接机器人当前位置的26搜索邻域到对焊接点位进行焊接时的代价函数，则可以将各代价函数的二级最小值所在的搜索邻域作为自动焊接机器人下一步的行驶位置，若26个搜索邻域中存在障碍物，则不考虑存在障碍物的搜索邻域，将A-Star路径规划算法的输出作为自动焊接机器人下一步的行驶路径。其中，A-Star路径规划算法为公知技术，具体过程本申请不再赘述。本申请的实施流程图如图2所示。

至此，完成一种自动焊接机器人路径规划方法。

基于与上述方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种自动焊接机器人路径规划系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种自动焊接机器人路径规划方法中任意一项所述方法的步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取焊接的位置数据及焊接机器人空间位置数据；

根据焊接机器人空间位置数据获取焊接机器人在每个位置的搜索邻域，根据焊接的位置数据获取焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值；根据焊接机器人在每个位置的搜索邻域及焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数；根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度；根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数；根据所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数；

利用A-Star路径规划算法基于所述代价函数获取焊接机器人的路径规划结果；

所述根据焊接机器人在每个位置的搜索邻域及焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数的方法为：

其中，表示焊接机器人在第c个位置时向第d个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数，a表示所选取的焊接机器人的历史角度变化数值的数量，/>为第三预设参数，/>表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动时的角度变化数值，/>表示焊接机器人在第b-1个位置向第b个位置移动时的角度变化数值，/>表示第四预设参数；

所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度的方法为：

根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时焊枪与焊接点位之间的距离关系获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列；

计算所述焊接距离变化序列内每个元素值与上一个元素值之差的映射结果，计算所述映射结果与第四预设参数之和的倒数在所述焊接距离变化序列上累加和的均值，将所述均值与焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数的乘积作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度；

所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时焊枪与焊接点位之间的距离关系获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列的方法为：

采集焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时每个时间点的焊枪位置与焊接点位的空间距离，将所有所述空间距离按照时间升序的顺序组成的序列作为焊接距离序列；

计算焊接距离序列内每个元素值与预设最佳焊接距离之差的绝对值，将所有所述绝对值按照时间升序的顺序组成的序列作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列；

所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数的方法为：

根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列获取所述焊接距离变化序列的假设检验p值；

将焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度与所述焊接距离变化序列的假设检验p值的乘积作为分子；

计算预设最佳焊接角度数值与焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时与焊接点位之间的角度数值之差的绝对值，将所述绝对值与第四预设参数的和作为分母；

将分子与分母的比值作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数；

所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列获取所述焊接距离变化序列的假设检验p值的方法为：

将焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列作为Wilcoxon符号秩和检验算法的输入，假设检验为所述焊接距离变化序列随时间的变化呈现下降的趋势，将Wilcoxon符号秩和检验算法的输出作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列的假设检验p值；

所述根据所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数的方法为：

将所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数的和作为分母；

对于焊接机器人的每个位置，分别计算焊接机器人的初始位置、当前位置与当前位置的每个搜索邻域的焊接点位之间的度量距离，将所述度量距离的和作为分子；

将分子与分母的比值作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数。

2.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人空间位置数据获取焊接机器人在每个位置的搜索邻域，根据焊接的位置数据获取焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值的方法为：

将以焊接机器人的每个位置为中心，以第一预设参数空间大小的搜索域作为焊接机器人在每个位置的近邻路径搜索域；将焊接机器人在每个位置的近邻路径搜索域内设置第二预设参数个的邻域作为焊接机器人在每个位置的搜索邻域；

将焊接机器人在移动时相邻的两个位置数据、空间坐标原点分别作为点积法的输入，利用点积法得到焊接机器人在移动时相邻位置之间的夹角余弦值，利用反余弦函数基于所述夹角余弦值得到焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值。

3.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述利用A-Star路径规划算法基于所述代价函数获取焊接机器人的路径规划结果的方法为：

将焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数、焊接的位置数据分别作为A-Star路径规划算法的输入，将A-Star路径规划算法的输出作为焊接机器人下一步的行驶路径。

4.一种自动焊接机器人路径规划系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-3任意一项所述一种自动焊接机器人路径规划方法的步骤。