在大多数膜式水冷壁螺柱焊接工厂,仍旧是人工焊接作业,焊接质量较差。膜式水冷壁种类繁多,焊接区域不同,焊接工作繁琐,因此对机器人智能化自动螺柱焊接技术的研究迫在眉睫。本文根据江联重工集团的实际生产现状,对机器人智能化自动螺柱焊接膜式水冷壁系统进行了设计与研究。首先,分析研究了人工螺柱焊接膜式水冷壁的现状与缺点,提出机器人智能化自动螺柱焊接膜式水冷壁的总体方案,进行系统方案的需求分析。划分系统功能模块,分为硬件和软件两部分。硬件部分包括机械结构和控制硬件,其中机械结构部分主要包括工件装夹模块和移动焊接模块两个部分,软件部分为二维CAD图纸自动识图软件,合理规划工作生产流程。其次,对系统硬件部分的机械结构进行研究和设计,明确机械结构部分由移动焊接模块和工件装夹模块组成。从水冷壁的规格参数、机器人安装方式、螺柱焊接效率三个角度分析,确定机械结构方案布局,即工件装夹模块分布在移动焊接模块两侧。分析水冷壁需要焊接螺柱的区域和装夹位置,对工件装夹模块中移动立柱、中间立柱和固定立柱进行详细设计。对控制系统进行设计,对关键设备进行选型。再次,使用C++高级编程语言与QT程序开发框架对二维CAD图纸自动识图软件进行开发应用,分析DXF文件的数据格式和解析流程,以工件二维cad图纸的DXF文件为操作对象,选择通过指定图层与识别图元颜色的方法,使用Autolisp语言编写实现识图功能,读取DXF文件中存储的螺柱角度th、螺柱水平间距dy、圆管数量m、圆管间距l、圆管外圆半径r、焊接区域数据这6种水冷壁关键焊接数据,并保存在外部文件中。最后,本文从每根圆管上的螺柱焊接路径、整片水冷壁上的螺柱焊接路径、双工位水冷壁螺柱焊接路径三个方面分析,规划了整体螺柱焊接路径。对3D激光相机进行选型,利用视觉检测技术实时测量焊枪端口与圆管之间的距离,减少焊接变形对焊接质量的影响。利用模块化程序设计思想,编写机器人螺柱焊接算法。系统中的各项技术在工厂的实际焊接中得到了很好的应用。综上,该系统实现机器人智能化自动螺柱焊接膜式水冷壁,满足实际应用需要,提高了焊接质量,降低了劳动强度,可在今后工程实践中继续优化改进。