弧焊加工是工业机器人的重要应用领域之一。与传统手工焊及焊接机焊接相比，机器人焊接具生产效率高、焊接质量好及柔性化强的特点。随着汽车、工程机械等产业的发展，弧焊机器人的应用前景十分广阔。本文研究了弧焊机器人运动学及轨迹规划算法，对算法进行了优化。引入了机器人关节属性，将机器人分为“前/后”、“上/下”、“俯仰”三种关节状态，解决了运动学多解的问题和奇异点规避的问题；将机器人的轨迹规划分为平动轨迹规划和转动轨迹规划，分别建立轨迹方程，并进行插补，以此为基础设计了机器人直角空间内的直线和圆弧轨迹规划方法。提出了多点标定的弧焊机器人焊枪标定和工件标定算法。焊枪工具中心点（TCP）位置标定采用最小二乘法进行拟合，焊枪工具坐标系（TCF）姿态及工件坐标系标定采用坐标变换进行计算。该标定算法也适用于其它类型的工业机器人。与一般工业机器人相比，弧焊机器人有自己的控制特点。本文针对弧焊机器人的控制的关键技术，研究了基于路径坐标系的机器人摆动功能算法，满足了机器人摆动焊的要求；研究了机器人与变位机协同运动功能的算法，保证了焊枪与焊缝始终处于良好的焊接位置；给出了弧焊机器人控制器与焊接电源的连接方法，并探讨了引弧、主焊接、收弧和回烧这四个焊接过程的焊接信号控制方法。在此基础上，开发了基于HNC-08的弧焊机器人系统软件。该软件实现了机器人控制器与示教器的上下位机通讯，并集成了弧焊机器人控制指令和数据结构。