表面堆焊是用于增大或恢复零部件尺寸或使焊件表面获得具有特殊性能的焊接技术,其作为一种理想的加工方法在现代工业的发展中占据很大的比重并得到广泛应用,几乎所有的部门包括航空航天、交通能源、冶金电子等都离不开表面堆焊技术。但是当前的表面堆焊技术应用局限于手工操作上,在自动化表面堆焊的研究上还存在焊接信号提取不准,不能进行堆焊层表面识别以及焊炬实时姿态难以控制等诸多问题。要想保证良好的表面堆焊质量和效率,实现表面堆焊过程中高效精确的堆焊层表面识别是其必要条件。本论文在磁控旋转电弧采样的基础上提出LA-possion表面识别理论,基于该理论对旋转电弧采样的点云进行空间法向量获取和等值面识别,经过空间坐标反演后获取得到焊炬空间角度和距离的调节量,实现不规则表面的自适应堆焊修复,具体内容如下:1、针对表面堆焊的特殊情况设计堆焊旋转电弧传感器为适应表面堆焊中对不规则曲面进行数据采样的特殊情况,提出椭圆旋转电弧传感模型,在该模型的基础上提出复函数补偿模型,保证在堆焊过程中对焊缝偏差判别信息的即时补充,即保证所获取堆焊表面数据的精确性和有效性。2、根据旋转电弧获取的焊接信号提取空间点云分析表面堆焊实际焊接情况,并建立堆焊动态模型,在此基础上建立堆焊层表面点云的获取模型,即可将旋转电弧获取的电信号数据进行表面点云坐标提取,并对点云进行插值预处理,得到更加全面的堆焊表面点云信息,从而使后续表面识别得数据范围更加完整和精确。3、将上述验证合格的空间点云进行LA-possion表面识别针对旋转电弧扫描获取堆焊层表面信息的方式,提出LA-possion表面识别理论对上述空间点云进行分析,通过分区最小二乘法获取法向量,可以得到LA-possion方程的输入信息,然后对包含法向量信息的点云数据进行等值面提取操作,最终将上述法向量和等值面反演得到焊炬位姿的调节量。4、提出全状态反馈非线性滑膜控制模型,基于该模型实时指导焊炬位姿将LA-possion表面识别得到的法向量和等值面信息作为控制系统的输入量,经过堆焊控制器的空间姿态控制,并由转换器实行空间坐标矩阵转换后,由焊接机器人执行焊炬空间位姿的调整。结果表明,提出的表面识别理论及焊炬位姿控制模型实时性好,识别精度高,能明显提高堆焊生产的效率和质量。