大型椭圆型封头是石油化工、核工业、食品制药等行业压力容器设备不可缺少的重要部件,通常由两块大小不一的钢板焊接之后冲压而成。正式投入运用之前,出于安全性考虑,需要对封头焊缝进行严格的X光探伤检测,目前主要采用人工检测方式进行,不仅效率低、精度差,而且对人体伤害较大。本论文针对大型封头焊缝的全自动检测需要,设计了一款X光探伤机器人。论文主要研究成果包括:针对大型封头焊缝自动检测需求,提出一款基于视觉引导的X光探伤机器人设计方案。该机器人包含五个自由度,由机器人本体、视觉模块、控制模块及辅助模块组成,可实现封头焊缝的全自动检测的功能。针对封头焊缝自动识别与定位需求,提出一种基于视觉测量的焊缝提取与空间位置计算方法;与机器人运动学结合,提出了基于视觉测量与五次插值的机器人轨迹规划方法,并进行了仿真验证。研究工作为该机器人运动控制实现提供技术支撑。针对机器人自动检测过程中由于机器臂变形导致较大检测误差的情况,提出了机械变形在线补偿方案。该方案通过有限元方法分析机械臂的变形量,通过最小二乘法拟合变形函数,并针对变形提出迭代补偿策略。实验结果表明,该方法可显著提高机器人的检测精度。最后介绍了整个方案的实现过程,包括机械结构设计、硬件的选型、软件系统的整体架构以及关键函数库等。相关测试表明,该机器人可很好实现椭圆封头焊缝检测的功能。