随着焊接自动化和智能化技术的发展,焊接过程需要协同控制的设备也随之增多。单片机性能有限,软硬件资源较少,无法运行嵌入式Linux操作系统,难以满足智能焊接集中控制对人机交互、多从机控制、网络服务、文件系统管理和在线质量检测的要求,而工控机系统软件冗余,成本较高,体积大,不适合焊接现场的恶劣环境使用。本文基于异构多核的嵌入式微处理器方案设计了智能焊接机器人集控器,实现了K-TIG焊接平台下的集中控制和熔透状态预测。本文首先论述了选题背景和意义,以STM32MP157DAA1异构多核处理器为核心设计了智能焊接机器人集控器总体方案,以及对其硬件电路进行设计,包括基于异构多核的最小系统电路、内部接口电路、外部通讯接口电路和数字IO电路。通过在不同内核中划分不同任务,实现实时任务和通用计算、网络任务的解耦。主核和从核通过共享内存和Open AMP实现核间通讯。在从核中移植并裁剪Free RTOS实时系统,并划分多任务来完成焊接过程控制和基于Modbus RTU的从核与K-TIG焊机、熔池识别系统通讯,以满足焊接过程中的实时性要求。在主核中移植并裁剪嵌入式Linux操作系统,基于Qt组件实现了人机交互、机器人通讯、焊接数据实时记录、文件管理和熔透状态预测功能。本文使用LM-BP神经网络对熔透状态进行预测,根据其实现原理设计了迭代训练流程,分别在PC和智能焊接机器人集控器中完成反向误差传播和正向传播过程。在此基础上建立以多维焊接过程数据为输入,熔透状态为输出的预测模型,其预测正确率可达90.80%。最后搭建试验平台,对智能焊接机器人集控器进行功能试验,试验结果表明智能焊接机器人集控器人机交互界面友好,实现了焊接过程中的多从机通讯和协同控制,能够对实时熔透状态进行预测,达到了预期设计目标。