当前我国油气管线网发展迅速,管线钢的生产日趋成熟,然而生产中管端焊缝的磨削质量依旧阻碍管线钢焊管的高质量生产。本文针对直缝埋弧焊管生产线中管端焊缝磨削生产中效率低、质量不稳定、危害工人健康等问题,设计了以无人化为目标的管端焊缝修磨系统,梳理了修磨系统工艺流程,进而进行了系统整体方案设计,对机器人子系统和检测系统进行了详细设计。本文根据直缝埋弧焊管管端焊缝的修磨工况和修磨要求,详细设计了三角形砂带修磨头,修磨头主要由气动系统、驱动系统、张紧轮系统、接触轮系统组成。在RobotStudio中搭建了磨削实际工况进行了干涉仿真,使得修磨头能够较好地适应各种规格钢管焊缝的磨削。在修磨系统的设计基础上,设计了以考察砂带线速度、进给量、进给速度、砂带粒度与考察磨削量、磨削力之间的关系为目的的焊缝砂带修磨工艺试验方案,给出了单因子试验和多因子试验的具体方案,有助于后续试验的顺利进行。为保证修磨系统修磨精度,以修磨精度为考察标准,对修磨头进行了静力学仿真,验证了修磨头具有足够的刚度和强度,同时进行了模态分析,对修磨头电机工作频率给出了进一步建议。修磨头工作时驱动轮转速较高,对分析修磨头动态响应特性进行进一步分析,考虑高速转动时制造误差引起的偏心载荷和工作时受力变化对振动的影响,使用ANSYS和ADAMS建立了修磨头刚柔耦合模型,在ADAMS中对这两种情况进行了激振测试仿真,分析表明修磨头振动对磨削精度无影响。