在船舶制造业中,焊接自动化设备少、焊接工人工作量大和作业环境差,结合船舶产品的种类较多、批量较小的特点,应用高柔性的机器人工作站进行自动化焊接生产是我国船舶工业的发展趋势。为了实现自动化生产柴油机机座,提高机座的生产效率,引入了龙门架机器人焊接工作站。由于柴油机机座的焊缝多为内部焊缝,示教难度大且示教编程效率低。因此,研究了焊接机器人自主编程技术。根据自主编程的相关技术,综述了国内外机器人视觉传感技术、自动编程和焊接数据库系统的研究现状,并分析了视觉传感技术、自动编程和焊接数据库系统在焊接机器人领域中的应用。通过分析焊接机器人自主编程的需求,需综合运用数据库技术、离线仿真及编程技术、激光视觉寻位技术,以实现狭义上的机器人自主编程。通过UG三维软件,建立了柴油机机座及焊枪的三维模型,并利用厂家提供的机器人、平台和外部轴的标准模型,采用Robot Master软件搭建了柴油机机座的龙门架机器人仿真场景。研究了机器人离线作业的标定方法,结合实际情况,校准了该工作站的仿真场景。采用校正后的仿真场景对典型焊缝的寻位路径进行规划并离线编程。针对柴油机机座的典型焊接接头,进行了立焊和横焊工艺试验。实验完成后,将合格的焊接工艺规范和焊道TCP偏移量保存至数据库,为离线寻位程序增添多层多道焊功能时,提供数据支持。通过分析自主编程用焊接数据库系统的需求,并结合企业的实际需求,通过Delphi和SQL server数据库软件,开发了机座焊接工艺数据库系统。针对机器人自主编程,开发了焊接参数下达模块、焊接质量监控模块和焊接工艺模块。通过选用合适的激光视觉传感器,并为离线寻位程序添加视觉功能,以实现机器人自主编程的部分功能,如:初始焊位的寻位与焊枪TCP的导引、焊接过程中的焊缝实时跟踪。研究了焊接机器人狭义自主编程技术的主要功能模块,系统模块主要包括:焊接工艺数据库模块、自动编程模块及激光视觉系统模块。实现方式:利用自动编程模块离线仿真无误后,生成离线寻位程序;通过数据库模块向机器人下达焊接参数和实时监控焊接质量,并将添加了视觉寻位功能和多层多道焊功能的离线寻位程序通过FTP形式发送至机器人控制柜中,运行机器人;在机器人自动运行至焊缝位置时,激光视觉模块将自主定位起始焊位、实时跟踪焊缝、修正多层多道焊道及自动调用焊接参数,实现精确定位焊缝并完成焊接任务。