采用机器人焊接船舶中小组立弧线焊缝是造船工业“机器换人”、保证焊接质量、提高焊接生产效率、缩短造船周期的重要途径。船舶中小组立弧线焊缝机器人焊接电源并不仅仅只需为焊接电弧提供电能,更重要的焊接电源的外特性、动特性、调节特性、可靠性和焊接环境适应性必须满足船舶中小组立弧线焊缝焊接工艺要求。本论文应用电力电子技术和数字化控制技术,研究了针对船舶中小组立弧线焊缝的焊接特点的焊接机器人焊接电源。焊接电源的研究内容包括三个部分:功率主电路设计、数字化控制系统软硬件设计和通信系统软硬件设计。功率主电路采用IGBT全桥逆变拓扑结构,设计了EMI滤波器、全桥逆变电路、中频变压器及整流滤波电路。数字化控制系统选用STM32F107VCT6,以其为核心搭建外围功能电路,包括辅助电源电路、采样电路、故障保护电路、点动送丝与点动送气电路和数字化IGBT驱动电路。软件编程方式基于中断服务函数,控制系统软件设计由两部分组成:全数字驱动程序和支持多种熔化极气体保护焊工艺焊接功能子程序设计。全数字驱动程序是设计重点,通过双通道模数转换模块与直接存储器访问实现半个控制周期内模数转换;在定时器中断服务函数中执行限定时间内的数字滤波算法与比例积分控制算法;实现半个控制周期内的占空比输出,从而保证整个焊接系统逐周期可控。设计了通信系统软硬件,定义了对象字典,通过CAN总线实现焊接电源与机器人间双向通信,实现了焊接过程中的输出可调。本论文对研究的机器人焊接电源进行测试。电源试验结果表明,设计的全数字化控制电路结合全桥逆变主电路可以实现多种外特性输出,实现了稳定的波形控制与弧长控制;设计的辅助电源电路可实现稳定供电,保证了控制系统工作的稳定性;实现了与焊接机器人的CAN总线通信,通过手动示教器可以完成所有焊接参数的设置。机器人焊接工艺试验结果表明,研究的焊接电源响应速度快、控制精度高,焊接过程弧长稳定飞溅少。