摘要
工程装备是国家基础设施建设、重大工程项目实施以及国防安全的重要保障，其安全稳定运行至关重要。
然而，工程装备在长期服役过程中，受复杂恶劣工况、高负荷运转等因素影响，关键承载结构极易出现疲劳损伤、磨损、腐蚀等问题，导致结构强度下降甚至失效，造成巨大的经济损失和安全隐患。
焊接维修作为一种高效、灵活的修复技术，在工程装备维护保养中发挥着不可替代的作用。
但传统手工焊接存在效率低、质量不稳定、劳动强度大等缺点，难以满足大型工程装备现场维修的迫切需求。
随着智能制造技术的快速发展，将机器视觉、机器人技术与焊接技术相结合，研制面向工程装备焊接维修的智能化机器人系统，对于提高焊接效率和质量、降低劳动强度、保障工程装备安全运行具有重要意义。
本文针对工程装备焊接维修的迫切需求和技术挑战，开展基于机器视觉的工程装备焊接维修机器人的设计与开发研究。
首先，分析了工程装备焊接维修机器人的功能需求和性能指标，构建了系统总体架构，并对硬件平台和软件架构进行了详细设计。
其次，针对复杂工况下焊缝识别与定位难题，研究了基于深度学习的焊缝特征提取算法，实现了焊缝的精确识别和三维重建。
在此基础上，设计了基于视觉引导的机器人焊接轨迹规划方法和运动控制算法，实现了机器人对复杂焊缝的自动跟踪和精准焊接。
最后，搭建了实验平台，开展了焊接实验，验证了系统的有效性和可靠性。
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