焊接是制造业中传统的重要加工工艺方法之一,应用领域非常广泛。随着现代信息化、自动化技术的发展,焊接自动化与智能化已经成为必然趋势,尤其是对于大口径、厚管壁的油气管道。由于大型油气管道焊接一般都在野外作业,地形地貌复杂,焊接环境较差,管道移动困难,所以焊接施工难度很大。但是其对焊接质量的要求高,因为焊接质量的好坏直接关系到管线以后使用的安全性,所以依靠传统手工焊接已经不能满足焊接需求,而管道全位置自动焊接技术的使用越发广泛。现有管道全位置自动焊接技术已经取得一定的发展成果,手臂式焊接机器人、基于焊接轨道的移动式焊接小车等都已经在现实工程中得到一定应用。但是手臂式焊接机器人活动半径易受限,而轨道式焊接小车受焊接轨道尺寸及安装等问题的限制,主要适用于小口径管道,因此无导轨式移动焊接自动化技术更能适应未来大口径油气管道焊接的需要。本论文的主要研究内容即为大口径管道全位置自动焊接机电系统设计。通过永磁轮行走机构实现无轨道式的全位置焊接,去掉了焊接轨道的限制,通过自动控制系统以及焊缝跟踪传感技术取代轨道的导向作用。本系统的灵活性和机动性更大,适应性更强,便于野外焊接作业。论文首先介绍了管道全位置自动焊接系统的总体组成,并对各部分的功能要求及方案选择做了简要阐述；其次完成机械运动系统设计及其基于Solidworks的三维建模,机械系统的设计包含行走驱动机构、焊枪摆动机构、横向跟踪机构以及高度调节机构四个部分；最后对焊接自动控制系统的硬件、软件两方面设计做详细介绍,阐述控制系统的详细硬件电路设计,以及根据性能要求和相应硬件电路完成的软件程序设计。