工业机器人技术是现代汽车制造领域应用最为广泛的技术,特别是在装焊(焊接)和涂装(喷漆)两大汽车制造工艺中应用更为广泛。在机器人焊接中提高机器人的焊接精度一直是工业界共同关注的话题。在机器人焊接中,由于存在工件装卡误差问题和加工过程中工件热变形问题,都会影响机器人的焊接精度。为解决这一问题就要求机器人系统具有实时焊缝跟踪功能。本论文重点对工业机器人焊缝跟踪系统和自动涂胶系统的设计与实现进行研究,研究的成果对于工业机器人在汽车整车生产企业中的应用具有重要的意义。本论文以ABB公司生产的IRB140工业机器人为研究对象,在总结前人研究成果的基础上,深入研究基于关节空间的轨迹规划方法,首先在笛卡尔空间坐标系中对焊接机器人进行路径规划,使得焊接机器人在保证机器人能够平稳、高速、冲击小、对机器人损害少的基础上,在耗费最少能量和在最短的时间内完成相应的焊接和涂胶操作,使得机器人既能实现工业任务需求又能把成本降到最低点。然后使用Pro/Engineer软件对6自由度的IRB140焊接机器人进行三维造型设计,使用Adams软件对轨迹规划好的IRB140焊接机器人运动进行仿真,并结合实验室机器人实验平台及焊缝跟踪系统验证轨迹规划所得到的曲线的可行性和有效性。用Visua1C++软件编写机器人控制模块,最后利用工业机器人RAPID程序设计方法,编写焊缝跟踪和自动涂胶两个子系统的控制程序并加以实现。通过本论文的研究、设计与实现,建立起一套完整的由机器人、三维扫描系统、夹具及工艺设备(焊接设备、涂胶设备)等组成的,可用于实际生产的工业机器人柔性焊接及涂胶系统,以满足生产、教学和科研的需要。