智能焊接机器人在大型钢构件焊接过程中,不但拥有高于人工的操作稳定性和优于肉眼测量的加工精度,而且能够提高加工效率和降低生产成本。因此关于机器人智能化焊接技术的研究越发受到行业的重视。而且随着离线编程、视觉传感、图像识别与处理以及机器人焊接校正等技术的不断完善,使得上述成果在机器人智能化焊接领域有了联合应用的可能。离线编程作为机器人智能化工作不可或缺的众多技术之一,可以提高焊接机器人在实际生产环境的适应性。其中通过CAD图纸的DXF格式文件转换为机器人可识别程序的离线编程方式,更能减少现场示教带来的不便。而且若辅助以视觉传感设备,对焊缝误差进行校正,便可得到较高的焊接成功率,使机器人焊接更加符合实际生产所需。因此本文将设计一款钢结构件焊接与焊缝校正的机器人焊接系统,其具体研究内容如下:(1)为提高工业机器人焊接的灵活性,避免频繁的人工现场示教,通过C++编程方法完成了DXF文件信息的筛选和提取,对机器人大型钢构件焊接可行性进行分析;设计了能清晰反映焊接坐标及图像信息的人机交互界面;通过六点标定法及机器人运动学相关模型完成对复杂零件进行标定。(2)为保障焊接工作精度符合加工要求,需对视觉传感系统进行标定工作,确定摄像机的安装方式,对传感器进行结构光的标定,为对摄像机进行更加精确的参数优化,需完成对相机标定原理的研究,对MATLAB自带的标定方法进行分析,并对其进行改进对比,且通过相机标定实验对理论数据进行验证分析。(3)为使焊缝图像更加清晰,便于观察和后续处理,需对其进行图像预处理工作,对噪声及滤波器的种类进行分析研究,去除噪声干扰。对降噪后的图像进行灰度化处理,排除其他干扰因素,再通过图像分割技术,获得焊缝的清晰图像,为下一步焊缝校正做好准备工作。(4)离线焊接技术因其快捷高效常用于钢结构件焊接,但由于非在线性导致经常出现误差,且无法自动调整,因此通过焊接机器人离线焊缝校正技术改善机器人的焊接效果。针对焊接机器人结构光视觉校正系统硬件架构和操作流程进行了设计,并基于KUKA焊接机器人,提出了一种针对起止点与变换点的校正算法,且通过MATLAB进行了仿真模拟实验。最后,进行整套钢结构件机器人焊接与校正系统的搭建工作。根据DXF离线编程技术设计了DXF文件信息的筛选和提取软件并进行测试实验。由测试结果得,通过C++编程可获取机器人离线焊接编程所需的图元及路径的精炼信息,将DXF焊接运用到机器人焊接技术中可有效减少操作人员人工示教的频率。借助对视觉传感设备的标定方法的研究完成对图像采集设备的安装及调试工作。对得到的图像进行预处理工作配合以两种不同的校正算法完成对校正系统的搭建。最终进行实验验证,结果表明本文提出的针对钢结构件机器人焊接特征识别与焊缝校正技术的研究具有可行性,同时与传统方式相比,本文方法在效率及精度上有较大的提高。