我国在制造业转型升级的背景下,实现焊接生产过程中的自动化、智能化以及柔性化是大势所趋。针对我国大型船舶格子型钢构件中存在的角焊缝,需设计一款体积小、质量轻、可在相对狭窄船舱中灵活运动并且能够自主跟踪焊缝的移动焊接机器人。该移动焊接机器人装备机械臂,具有较为广泛的环境适应能力,能适用于多种角焊缝结构,其中包括平面角焊缝和空间角焊缝结构形式。首先对装备机械臂的移动焊接机器人的结构进行设计,包括机器人移动平台的设计和机械臂执行机构的设计,以及硬件系统的选型,并对机器人整体进行建模分析。其次分别对机器人移动平台和机械臂进行运动学分析,以及对机器人整体进行集成运动学分析,提出一种基于移动机械臂的粒子群优化算法以解决逆运动学问题,并针对格子型角焊缝提出一种新的轨迹规划方法。然后通过ADAMS软件对装备机械臂的移动焊接机器人进行虚拟样机建立,以此验证机器人设计布局的合理性,分析机器人动力学性能,并对其焊接轨迹进行仿真以及偏差分析,再利用MATLAB与ADAMS对移动平台进行联合仿真分析,从而获得机器人移动平台运动特性,以达到对移动平台更好的控制效果。最后将机器人各零部件进行加工,在装配、调试之后完成相应的运动实验。实验结果表明,机器人移动平台运动平稳,机械臂定位准确,验证了装备机械臂的移动焊接机器人设计的可行性。