大厚板焊接在海洋工程、造船、核能等行业的应用非常广泛，目前我国大厚板焊接主要采用传统手工电弧焊和半自动焊，工序复杂、效率低下、质量稳定性差。本文以海洋钻井平台桩腿齿条的焊接为应用背景，提出一种针对大厚板不清根立焊的新焊接方法：采用双机器人双面MAG错位打底焊接，双机器人双面MAG对称填充焊接。系统开展了双机器人双面MAG智能化立焊系统、双机器人主从协调、初始焊位导引、双机器人双面MAG立焊工艺、基于视觉传感信息的多层多道路径规划、视觉识别的多层多道路径规划实时修正研究。　　首先，搭建了双机器人双面MAG立焊系统。针对工件X型坡口，选取特殊点建立双机器人共同的用户坐标系简化主从协调算法，根据主机器人位姿参数(X,Y,Z,α,β,γ)，获得从机器人的位姿参数(此处为特殊字符)，实现双面MAG错位打底焊接和对称填充焊接过程中的双机器人主从协调。　　通过图像处理获得初始焊接位置，对初始焊位的二维图像信息进行三维重建获得其在摄像机坐标系下的三维坐标，结合摄像机相对于机器人末端执行器及机器人工具坐标系相对于世界坐标系的关系矩阵得到机器人可识别的空间三维坐标，实现双机器人双面MAG立焊系统初始焊接位置导引，平均误差小于1mm。　　系统进行了Q690钢厚板双面双弧焊(DSAW)冷裂倾向、预热温度、焊接角变形、焊缝成形研究。发现DSAW方法与常规单面MAG方法相比，焊接接头产生冷裂纹的倾向更小，需要的预热温度更低，焊接角变形更小。揭示了焊枪角度、摆动参数等对焊缝成形的影响规律，优化出Q690钢对接接头双面双弧立焊最佳焊接工艺参数，采用该工艺参数进行双面双弧焊接的Q690钢接头具有优良的力学性能和焊缝成形。　　提出基于视觉传感信息的多层多道路径规划方法(MLPPBVI)。首先对焊道截面积计算公式进行分类系数修正，然后经过图像处理获取坡口实时特征信息，结合焊接工艺参数，实现基于视觉传感信息的多层多道路径规划。　　提出视觉识别的多层多道路径规划实时修正方法(CMLPPBVR)。采用激光条纹扫描坡口填充形貌，通过图像处理算法结合坡口图像三维信息恢复获得实时填充信息，建立模糊规则表，采用自适应模糊PID控制结合模糊控制的双模复合控制对多层多道路径规划偏差进行修正。　　实验验证表明，MLPPBVI方法可以根据坡口实时特征信息和焊接工艺参数实现厚板多层多道路径规划，CMLPPBVR方法可以消除累积误差，提高多层多道路径规划精度。双机器人双面MAG立焊系统可以实现30mm厚板连续自动焊接和50mm、128mm厚板的分段连续自动焊接，焊缝成形和性能良好。