目前焊接行业一般使用人工焊接或者机器人示教焊接。人工焊接对人体危害大且焊接质量难以保障。机器人示教焊接存在示教轨迹偏移问题,并且不同产品焊缝位置不同,进行示教操作繁琐,难以完成批量产品焊接的任务。本文利用点云特征提取技术,对机器人自动焊接系统进行了研究,主要工作内容包括:1、完成了基于点云特征提取的V型焊缝焊接系统的硬件选型及实验平台搭建。设计了系统总体方案,选择激光传感器配合平移运动实验平台,实现对焊缝表面点云数据的采集。2、完成了机器人建模及系统标定。根据D-H参数,对本文使用的FYB6型六轴机器人建立运动学模型,并对运动学正解、逆解问题进行计算并对结果进行验证。完成了工具坐标系标定和手眼标定,并设计标定实验,得出标定误差小于0.5mm。3、针对本文的焊缝点云,设计了基于点间法向量变化算法提取特征点和切平面线性算法提取特征点。前者利用协方差分析法计算点云单位法向量,然后计算数据点单位法向量与邻域点的单位法向量的内积。若内积绝对值小于设定的阈值,说明该点附近弯曲程度越大,判断该点为特征点。后者利用最小包围盒算法,确定点云的大致形状。根据得出的包围盒坐标,插入线性平面。用霍夫变换拟合切平面上的点,完成对焊缝特征点的提取。4、完成了机器人的路径规划并设计了焊接实验。通过空间曲线拟合将提取到的焊缝特征点进行二次多项式拟合,得到曲线方程并离散化处理,得到焊缝路径的三维坐标。通过机器人运动学逆解,根据路径的三维坐标与设定好的焊枪位姿,求出当焊枪到达轨迹上的点时,各个关节的位置。通过仿真模拟了机器人的运动轨迹。并通过设计焊接实验,得到计算特征点与实际特征点的平均误差为0.8mm,满足焊接技术指标要求。