管道相贯线焊缝焊接质量的传统检测方法是人工检测。人工检测存在检测效率低、精度低、可靠性差、可追溯性差等问题。利用爬壁式无损检测机器人代替人工检测可使上述问题得到改善。对爬壁式无损检测机器人来说,有超声波无损探伤、识别、自主导航和全局定位四项关键技术,本文将从后面三项关键技术展开详细论述。本文主要研究的工作包括如下几点:一、构建双轮独立驱动的磁吸附爬壁式机器人的运动控制系统。首先,对机器人的运动结构进行分析,设计了一套基于模糊自适应PID的控制器,使运动系统的稳定性得以提升。然后,利用卡尔曼滤波算法对结构光传感器获取的信息进行处理,使信息更加平稳,机器人运动更加稳定。二、搭建基于多结构光的焊缝检测机器人的调试监控平台。本设计识别方案是利用多条平行结构光投射在焊缝上,通过结构光在焊缝边缘处出现折痕的特性识别出焊缝边缘。焊缝边缘的识别需要图像处理相关技术,而在机器人自主跟踪焊缝的过程中,这些经过处理后的图像信息无法直观的观测,从而无法准确判断每一步算法的好坏。另外识别技术中有大量参数需要调试,每进行一次参数修改编译需耗费一定时间。基于以上原因,本设计搭建了具有WIFI传输,远程PC在线调试和监控功能的上位机平台,提高了开发效率,加强了人机交互。三、提出一种焊缝检测机器人全局定位的方法。借助了高精度姿态传感器,将其固连在机器人上组成捷联惯导系统。然后建立机器人运动姿态的数学模型,推导出机器人绕支管走过的圆心角与传感器输出姿态角的数学关系,从而根据传感器姿态角的数据间接确定机器人在钢管上的全局定位。最后通过MATLAB对获取的实验数据进行分析,验证了本论文对相贯线焊缝检测机器人运动控制及定位系统设计的可行性,以及多结构光焊缝识别调试监控平台的高效性,具有一定的工业应用价值。