管端焊缝打磨在工业化钢管生产上具有重要作用,其产能更多受限于人工技术水平。以直缝焊管端部焊缝自动磨削系统为研究对象,本文着眼于其在工作中的打磨精度和工作稳定性上的提升,进行深入分析,从检测定位控制层、点云处理数据层和修磨控制策略层三个层面入手对钢管管端焊缝修磨机器人系统进行系统性优化,主要研究内容如下:首先,对系统使用期间的打磨效果和设备运行情况进行梳理,主要分为打磨精度和系统运行稳定性两个方面,基于系统运行原理对这两方面问题进行深入原因分析。其次,从点云数据处理出发,对焊缝点云基础数据设计噪声判别和数据扩充方案,提取点云特征并利用边缘检测算法获取边界索引点,对索引点样本进行数据分析,评估边界质量并针对噪声点云进行降噪和数据扩充,拟合修磨焊缝基准。再次,分析修磨去材模型,优化焊缝修磨工艺,并提取平滑修磨路径,设计机器人修磨姿态,对打磨机器人进行运动学分析完成关节空间轨迹规划。最后,优化系统运行稳定性,从焊缝定位测量、辅助功能开发、工艺改进等角度逐一进行针对性优化,并对优化后系统的整体工作情况进行测量评估和效果验证,整体满足产线对系统生产的运行效率和稳定性的要求。