焊接是工业生产中的重要环节,如今的工业生产从效率和成本出发对焊接有了新的要求,以往的人工焊接方法正逐渐被一系列自动化焊接方式所取代。由于棱形管的成形精度和坡口加工精度不高,常规的自动化焊接设备难以应用于棱管和法兰盘之间环焊缝的焊接,目前国内的输电铁塔、通讯信号塔等大型铁塔的焊接主要依靠人工来完成,这种方式的生产效率较低,质量的一致性差。针对这一问题,设计了一套棱管与法兰环缝自动化焊接系统,通过激光视觉传感器完成焊接轨迹的自动跟踪、间隙宽度识别和焊接参数的自调整,实现了多条棱的自动焊接。本文搭建了以工控机、PLC和可编程运动控制卡为核心的试验系统,建立了工控机与PLC、可编程控制卡、焊接电源的通信,实现了试验系统运动参数和电参数的传递。由PLC控制焊接操作架实现焊接自动化操作平台在三个方向上的移动与定位,可编程运动控制卡控制二维十字滑块根据检测到的偏差调节焊枪位置以实现焊缝纠偏,控制焊接自动化操作平台横向伸缩轴以实现焊枪在焊接方向上的往返运动以及控制焊接滚轮架转动的启停。针对系统的应用场景及工作要求,设计了一套激光视觉传感器,研究了传感器的标定方法并对其进行了标定,得出系统在X,Y,Z三个方向的平均检测误差分别为0.1398mm,0.033mm,0.0794mm,表明传感器的检测精度较高。针对采集到的焊缝图像,设计了图像预处理、激光条纹中心点提取及中心线提取等算法,获得了焊缝中心位置及间隙宽度。开展不同间隙下的焊接参数预实验,研究了焊接参数对于变间隙试件焊缝成形的作用效果,进行了参数自调整试验,结果表明,在间隙变化的情况下,采用参数自调整方案能够改善焊缝的成形,使得焊缝的宽度均匀一致。研究了焊缝起止点寻位算法,分别采用差值法和焊缝面积法对棱形试件进行了起始点寻位及焊缝跟踪试验,发现采用焊缝面积法能够较为准确的找到焊缝起点并实现焊缝之间的平稳过渡。设计了棱形试件焊缝跟踪误差的定量分析试验,试验结果表明,系统在Z方向和X方向的平均跟踪误差均在0.5mm以内,能够满足棱管与法兰环缝焊缝跟踪的精度要求。