根据我国焊接机器人的应用情况和发展需要,焊接机器人的离线编程与仿真技术是应当重视的新技术之一。智能化正成为离线编程系统的发展趋势,为研制出智能化的弧焊离线编程系统及满足遥控焊接的需要,本文针对机器人离线编程与仿真系统的基本支撑技术以及弧焊应用中的辅助编程技术进行了研究。本文选择了Solidworks作为离线编程与仿真系统的运行平台,针对编程与仿真的基本功能需要,对系统的功能模块进行了划分,共有设备建模、工作单元布局、路径、运动仿真等十个基本模块。在系统实现中采用了三层关系的主要数据结构模型,即工作单元类、设备类和关节类。对各基本功能模块的特点和关键技术的实现方法进行了介绍,采用了一些新的编程技术,使得系统的实现更加方便合理,如采用结构化存储技术实现了设备对象的存储和重构,采用堆栈和线程技术有效地实现了机器人的运动控制等。实现了六旋转自由度的工业机器人逆运动学求解的通用算法,该算法的思想是利用符号来表示机器人的各杆件参数,对机器人的正运动学方程进行扩展和求解。具体给出了在算法求解过程中的符号处理及计算过程,以及求解各关节角的方程组的构建方法,解决了在求解过程中的矩阵奇异问题,最终获得了六旋转自由度工业机器人逆运动学求解的通用解析解。实现了二旋转自由度变位机的通用逆运动学算法,该算法的思想是利用符号的方法来表示变位机的各杆件参数,并利用符号矩阵来表示变位机同世界坐标系的相对位置关系。给出了焊接位置的数学模型,通过系统中各坐标系间的位姿关系,构建了求解变位机关节角的运动学方程,最终获得了2R变位机关节角求解的通用解析表达式形式。这两个算法的实现保证了系统能够用于不同机器人和机器人系统的编程和仿真。在基本功能模块的基础上,集成了以往焊接参数规划、路径规划等的研究成果,并对焊接特征建模技术、机器人放置规划技术、焊接路径的曲线描述方法进行了研究,形成了一个比较完整的、针对弧焊应用的辅助编程系统。在焊接特征建模实现中,将焊接特征分为板特征和接头特征,重点突出了焊缝建模的功能以及接头特征信息提取功能,焊接接头特征对象为特征建模系统和离线编程系统提供了统一的接口。给出了一种利用模拟退火遗传算法解决机器人弧焊应用中的机器人放置问题的方法,介绍了模拟退火遗传算