在盾构机、船舶和压力容器等制造领域中,考虑焊接质量的要求,中厚板焊接需采用多道焊,而人工焊接的工作量大、工作环境恶劣和劳动强度大,所以亟需机器人代替人工来实施焊接作业。但是这些领域均是小批量、离散化制造模式,传统的机器人示教、离线仿真编程和焊接方式不适用这种制造模式。为此,本文针对这一需求拟开展机器人多道焊接规划相关技术研究,以推动焊接机器人在此类制造模式中应用。针对上述领域制造的实际情况和应用需求,提出一种不等截面规划策略,能够更好地满足实际生产中复杂多变的情况,推导并建立了坡口和焊道截面积规划、层道分布规划、焊接顺序规划、位姿变化和摆动参数规划的数学模型。同时,结合KUKA机器人焊接系统和不等截面规划策略开发机器人多道焊接程序,实现中厚板机器人多道焊路径的自动规划,从而提升机器人中厚板焊接的自动化和智能化水平。针对实际焊接中工件坡口尺寸和组对间隙精度不能保证的情况,依据不等截面规划策略,推导了坡口偏差情况的应对策略。并通过焊接实验验证了不等截面规划策略和机器人多道焊接程序能够实现多种工件坡口偏差情况的高效和高质量焊接。提升了不等截面规划和机器人多道焊接程序的适用性和应变性。由焊接接头力学性能检测与组织和断口分析,验证了不等截面规划策略和机器人焊接程序焊接获得的焊缝质量满足要求。并将不等截面规划策略和机器人多道焊接程序应用于盾构机刀箱部件的实际焊接生产中。