目前,国内造船行业用的型钢多是手工切割,切割效率低,产品一致性难以保证,工作环境恶劣。机器人柔性程度高,适合于组建型钢自动切割生产线,能够提高生产效率和切割质量,已经成为型钢切割的发展趋势。机器人型钢切割系统的核心是离线编程技术,能够实现CAD/CAM/Robot一体化。本文针对目前型钢机器人切割离线编程中的特征建模复杂,型钢型面之间过棱处切割质量差以及坡口形式单一等问题,对离线编程技术进行研究。首先,从实用化的角度建立了机器人型钢切割离线编程技术的总体框架,重点对切割特征建模、切割特征编程、型钢切割标定等关键技术进行研究。开发了特征建模软件,通过导入DXF文件或绘图的方式获得基本的特征图形。切割特征以系列化的路径存储,开发了参数化绘图算法,提高了特征建模效率。其次,对切割的特征编程进行了研究。采用有向无环图完成了型钢切割的场景设计,建立了可维护的型钢类型库,并且进行了切割的路径规划。根据切割路径在型钢上的坡口特征以及切割路径连续的特点,开发了轮廓偏置求交算法,实现了切割路径变坡口的机器人位置姿态的规划。在偏置求交算法的基础上结合球扁钢和角钢的在过棱处的特点,提出了过棱处理算法,从而保证了在过棱处机器人等离子枪的平稳切割。最后,用MotomanUP20机器人和等离子切割的方式完成了机器人型钢切割离线编程的试验。在扁钢上实现了各种复杂图形的切割,验证了参数化编程算法的可行性,在扁钢上完成了变坡口切割路径的切割,切割坡口角度满足工况条件的切割要求。在角钢上进行了过棱切割试验,过棱处机器人及等离子割枪切运动平稳,转角过渡平滑,型钢断面处没有错位。