导管是航空飞机上关键的组成部分之一。我国目前航空飞机焊接类导管的生产制造主要通过人工氩弧焊,手工生产危险系数高,生产效率低下,焊件质量不稳定。针对航空导管制造落后的现状,本文旨在建立一套自动化、智能化航空导管焊接试验体系,对该体系中的关键技术,例如导管与法兰的离线编程路径规划、离线编程钣金偏差及装卡偏差补偿、焊接热变形补偿等方面进行研究。首先,针对航空导管口径小、壁厚薄等难点,建立了一套适用于不同管径的通用性焊接试验体系,其中硬件部分有:一台六轴机器人及焊枪,一套线结构光激光视觉传感器,一台双轴变位机,一台专用数字式逆变焊接电源等;其中主要功能包括:a)航空导管的离线编程路径规划;b)导管与法兰的钣金偏差及装卡偏差补偿;c)焊接热变形偏差提前补偿;d)焊缝跟踪实时补偿;e)焊后质量检测。搭建了虚拟工作环境模拟机器人焊接现场,离线规划了焊接机器人运动轨迹,初步生成机器人可以执行的程序。多方位分析离线编程路径规划误差来源;阐述了导管与法兰焊接前道偏差对于后到工序的影响,提出了导管与法兰焊接精确的空间位置构造导管钣金偏差及装卡偏差的反演模型,通过变位机角度调整修正偏差大小,实现一种方式补偿多重偏差的误差补偿思路。对导管与法兰焊接热变形进行有限元模拟,得到了将热变形引起的偏差引入离线编程路径规划进行自动补偿的一种方法,提高了焊缝热变形后真实位置与焊枪的对中性。推导了变位机协同机器人焊接中线结构光激光视觉传感器与焊枪的位姿关系,确定了结构光前视时间,使得焊枪与线结构光的精确空间位置一致,将传统的第一代“示教——再现”型机器人开发为具备能实时跟踪调整位姿的智能型机器人。参照实际工厂中生产制造流程,制定焊接试板与试管;确定了适合6063铝合金法兰与中薄壁航空导管对焊的焊接工艺参数;当焊接电流为130A,焊接电压为20.5V,平均焊接速度为720mm/min时,获得连续均匀、成形状态良好的焊缝。最后,通过修正后线结构光与焊枪达到同一空间位置,进行焊缝跟踪在线补偿,补偿后,焊缝的最大横向和纵向偏差分别为±0.5mm和±0.6mm;对焊后成形的焊缝通过传感器扫描进行简单的三维重建,测出焊缝熔宽和余高,观测焊缝表面是否有裂纹等缺陷,相对于其他无损检测更节约成本可以有效的筛选出不符合焊接标准的焊缝。结果表明:余高和熔宽其平均值分别为2.244mm和7.789mm,符合实际生产中对焊缝的要求。