管桩端板是预应力水泥管道的主要零件,需求量巨大。目前主要采用连续轧制、卷曲螺旋成型、切割分片的高效方式生产管桩端板,管桩端板切口的焊接任务非常繁重。此外由于型号众多,焊接过程还要面临端板重量较大、焊缝宽度不均匀和位置不确定等问题。为了提高管桩端板的焊接质量和效率,有必要开发管桩端板机器人自动化焊接系统。本文主要集成机器人自动焊接技术及计算机视觉焊缝识别技术,采用一个上料机器人、两个供料机器人和两个焊接机器人,设计了“管桩端板多工位机器人自动焊接系统”以满足各种管桩端板切口焊接的需要。首先,根据管桩端板自动化焊接需求,设计了机器人自动化焊接系统的工艺流程和总体布局方案。然后,根据总体方案,进行了自动化焊接系统的硬件和软件设计。硬件设计中,确定了采用以PLC为控制中枢,通过Profibus-DP现场总线控制五个机器人和外围辅助设备的总体系统架构,完成了电气系统设计,进行了机器人、PLC、CCD工业相机和传感器等主要硬件设备的选型,通过机器人正运动学对机器人系统进行标定。软件设计中,利用西门子Flexible 2008软件设计了系统的人机界面,通过Step7软件编写了S7-300 PLC的梯形图程序,利用RAPID语言设计了上料机器人、供料机器人和焊接机器人的运行程序,借助Halcon软件编写了管桩端板焊缝的图像处理程序,最后,利用ABB公司开发的Robotstudio软件对整个系统进行了仿真,仿真结果表明机器人系统能够正常运行。