现代工业中,随着焊接自动化以及焊接机器人技术的发展和广泛应用,焊接机器人要实现的任务日趋复杂,单一的焊接机器人已经不足以满足当前工作任务的需求。为提高焊接机器人的焊接质量,则需要保证焊接过程中焊枪的空间姿态和待焊工件焊缝位置。通常焊接机器人的运动轨迹是由调节机器人关节旋转角度来实现的,而机器人关节受机械机构影响,不能实现空间任意轨迹的运动。因此论文以单焊接机器人工作站为研究对象,在原有的机器人控制系统的基础上,扩展一套变位机协调控制系统,利用矩阵的齐次坐标转换方法,对焊接机器人与变位机的轨迹智能控制进行了较深入的研究。完成了在离线编程下焊缝自动跟踪,焊接机器人与变位机协同运动,为实现焊接自动化与智能化奠定了坚实的理论基础。本文基于新松SR10六自由度焊接机器人基础上,设计了独立的焊接机器人变位机与机器人的协同控制方法。首先,本文对焊接机器人与变位机控制系统进行了设计,阐述了控制系统开发的环境及数据结构,并提出了焊接机器人与变位机的路径规划思想,通过视觉传感得以实现。然后分别介绍了焊接机器人与变位机控制系统中存在的坐标系,并通过坐标系中齐次坐标矩阵转换得到焊接过程中机器人与变位机的运动关系,得到相互转换的控制算法。之后通过高压管道阀门的焊接实验对焊缝轨迹与焊枪姿态的进行了运动规划,并实现焊接机器人与变位机的协同运动控制。最后提出了机器人自适应焊接技术,通过激光视觉传感系统,获得焊缝破口形状和焊接特征,实现焊前焊缝起始点检测,焊接过程中焊缝跟踪,进而实现了焊接自动化和焊接智能化。