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弧焊机器人在薄板焊接领域应用广泛，但是在厚板结构焊接领域相对较少。随着厚板结构日趋广泛的应用，为了提高生产效率，简化弧焊机器人的示教过程，本文针对厚板焊接进行焊缝路径规划。MOTOMAN-UP弧焊机器人是具有六自由度的关节型机器人，针对该机器人采用D-H算法，建立机器人各杆件的坐标系。根据机器人的关节参数和关节变量，建立齐次变换矩阵，从而推导出机器人运动学方程，求得机器人运动学方程的正解和逆解，并对逆解的多值问题进行了优化处理。分析了焊丝端头坐标系、焊接位置坐标系、机器人末端坐标系之间的转换关系。对多层多道焊的路径规划方法做了详细的介绍。利用等面积填充法对具体的V型坡口进行填充规划，根据已知焊道轨迹推断未知焊道轨迹的路径规划思想，对具体焊道空间位置进行规划。对圆弧轨迹进行多层多道焊路径的规划，并且使圆弧轨迹首尾搭接满足焊接工艺的要求。将MOTOMAN公司提供的离线编程软件ROTSY，通信软件MOTOCOM32以及校正软件组成离线编程系统。在ROTSY软件平台上建立机器人的工作环境模型以及工件模型，使其能够对焊接任务进行三维动态仿真，模拟焊接作业过程，检测规划轨迹的合理性。之后利用通信软件完成机器人与计算机之间的作业程序传送。最后，针对具体的V型坡口焊缝进行图形仿真和离线编程，并对其进行实焊验证，实现多层多道焊接。实验结果表明，多层多道焊的路径规划与实焊填充效果一致，焊缝质量优良。