焊接质量直接影响着焊接件的使用性能,焊接中的缺陷会导致焊接接头强度的减弱,以致在使用过程中引起焊接接头的崩断。目前国内使用的焊接机器人大多为示教再现型机器人,也有部分焊接机器人为准二代半自动化焊接机器人,但是由于受到环境和装配条件的影响,国内的焊接机器人多无法满足焊接高质量的要求。国内学者对于焊接过程中焊接质量的控制的研究也做了许多试验,但这些研究和试验多为有关焊缝跟踪精度方面,对于同样影响着焊接质量的焊缝熔池状态的研究,尤其是对焊缝熔深实时监测的研究,却略有不足。针对这些不足,本文首次提出利用电弧传感和超声波传感所得观测信息进行融合进而得到焊缝熔深预测模型,并将焊缝熔深预测模型和电弧传感焊缝跟踪系统同时应用于焊接质量在线监测与实时控制之中,开发了一套基于多传感信息融合焊接质量在线监测与控制的系统。本文在前人的研究基础之上对焊接电弧和焊接电源的模型进行了改进:焊接电弧模型中弧长变化模块引入了变化的焊炬高度,焊接电源模型中电源输出电压模块使用控制电压波形进行替代,仿真研究表明这些改进使整个电弧传感系统的模型更加接近实际系统。建立电弧传感系统模型之后,研究了通过电弧传感观测信息提取焊缝偏差信息方法。本文同时对超声波测量焊缝熔深进行了研究,建立了简化的超声波焊缝熔深测量模型,研究了超声波与焊缝熔深的关系,并利用BP神经网络将从电弧传感观测信息提取的焊缝偏差信息、焊接电流信息以及焊接速度信息、坡口类型信息、超声波观测信息等进行信息融合得到了焊缝熔深预测模型。最后设计了基于焊缝跟踪和焊缝熔深控制的参数自调整模糊PID控制器分别对焊接过程中的焊缝偏差和焊缝熔深进行在线实时监测与控制。研究结果表明,本文设计的基于多传感信息融合的焊接质量在线监测与控制系统能有效提高焊接质量。