随着人们海洋活动的展开,大型船舶、海底石油管道、海上钻井平台等急剧增加,这些工具平台的建造和维修都需要水下焊接技术。移动焊接机器人由于其灵活的运动性能,正逐渐成为长型焊缝自动化焊接的首选设备。为了使水下焊接实现自动化,作者设计了一套焊缝跟踪控制系统,使机器人能自主识别目标,可靠检测目标位置信息,引导焊枪沿着焊缝轨迹运动,实现焊缝自动跟踪。本文以履带式磁吸附爬行小车为运动平台,十字滑块为主要偏差调整部件,激光视觉传感器为焊缝偏差检测装置。首先,设计了水下焊接机器人控制系统的硬件,开发了机器人的控制软件。对现有的激光传感器结构进行改进设计；采用可编程控制器(PLC)作为系统的主控制器,构建了机器人的运动闭环控制系统；选择触摸屏作为人机交互的主体界面,实现了系统操作的方便性。其次,针对焊接机器人难以建立精确数学模型的问题,在控制方法上,采用横向滑块实时微调精确跟踪焊缝,爬行小车大范围粗略跟踪焊缝轨迹,且爬行小车的运动由横向滑块位置与速度决定的串联控制方法。横向滑块采用2自由度PID控制算法,爬行小车采用模糊理论控制算法。再次,通过实际焊接试验检验了本文设计的水下机器人焊缝跟踪控制系统的有效性和可靠性,且将机器人系统在九江同方江新造船厂码头进行了深水实验,取得了较好的效果。最后,对陆地上初始焊缝位置寻找进行了初步研究,设计的一套图像处理算法,可以很好的分离、识别、提取焊缝起始点。