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近年来，随着工业化进程的加快，我国工业生产中各种重大装备中的大中型构件或复杂精密零件使用率提高，磨损率加大。例如，大型汽车精密模具、冶金大型轧辊、航空轮机叶片、海上输油泵等，体积庞大且造价高昂都在数百万至数千万。频繁更换新的部件，不仅会增加成本，还会影响工作效率。因此，激光现场修复再制造机器人的研究，可以解决大中型部件的现场修复难题，延长使用寿命，提高工作效率，节约自然资源，具有巨大的经济效益和社会效益。
激光现场修复再制造机器人属于工业机器人领域。本文针对大型部件现场施工条件下的自动化激光修复技术、在ROBOGUIDE中工作路径的建立、在结构光视觉传感器的模型的建立和参数的选择、激光机器人的路径规划和控制策略的研究。研制出激光机器人离线编程系统。
本文应用SOLIDWOKKS对激光机器人离线编程系统所需的机器人本体、修复零件和工作环境建立三维模型，利用MATLAB为路径规划器，对零件的修复部位建立一条最优工作路径，再导入ROBOGUIDE中，在世界坐标系下进行位置标定和加工速度参数设定。实现对实际加工过程的离线编程及优化仿真。
对于不规则的无法建模的工作路径的规划问题，利用机器视觉技术对路径进行提取。其中由视觉传感器加工路径图像快速可靠提取特征信息是实现工作路径跟踪技术的关键。通过对图像处理方法的研究，采用一维LOG滤波，快速得到清晰的路径图像，通过边缘检测，实现基于边界的图像分割，即边进行界提取。然后对工作路径进行数学形态学细化得到路径骨架，从而提取的精确的路径信息。
针对激光加工中不同加工要求激光头与加工平面的不同角度要求，通过双目或单目立体视觉技术求得所需加工平面的的法向向量，满足实际加工中激光工作头轴线与加工平面法向有偏角的实时补偿，从而提高加工精度和效果。
研制了一种基于LABVIEW平台的包括路径规划，文件格式转化，图像采集，图像处理及机器人与PC通信接口的激光机器人测量与控制系统。