为保证焊接产品质量的稳定性、提高生产效率、适应先进制造技术的发展要求，实现焊接自动化生产已经成为必然的趋势。本研究课题针对目前在实际生产中复杂相贯线接缝焊接任务所占比重较大、而且难以人工焊接实现，以及国内相关技术研究较少的现状，本论文对于复杂相贯线接缝自动焊接伺服控制技术进行了研究。 论文中首先分析了焊接的工艺特点对自动焊接机床机械结构和功能的要求，并以此为基础设计了一台五自由度的自动焊接机床，可以实现焊接件的平动、焊枪的升降以及焊枪的两方向姿态摆动。伺服控制系统采用以步进电机进行驱动的经济型数控系统体系结构，确定了“通用I/O卡+专用计算机软件”的机床数控系统方案，基于该方案，选择了AC4161开关量卡作为上位机与机床伺服驱动系统之间的通讯接口，实现了计算机对五自由度焊接运动机构的开环控制。 以上述硬件平台为基础，建立了锅炉封头与圆管之间相贯线接缝的数学模型，根据建立的焊枪位置、姿态模型，重点讨论了焊缝轨迹的粗插补计算过程，以及经过误差校验后对焊接路径点进行调整的实现方法，相应得到了五个驱动电机的伺服控制位移量和运动速度。 采用软件方法实现对各个步进电机控制脉冲的分配，分别建立了理想状态下以及考虑步进电机升降速情况下的单个电机控制脉冲序列，讨论了实现五轴联动的伺服控制算法。根据伺服控制系统精插补过程的需要，在上位机上通过试验测定了一个软件延时函数，用来对输出脉冲的时间间隔进行控制。 利用DLPORTIO动态链接库实现了计算机与通用I/O板卡之间的通讯，采用模块化的设计思想，编写了根据时间控制数组进行实时焊接的伺服运动控制程序。 本课题设计的自动焊接机床引入了焊接机器人的部分元素，并采用了基于软件的伺服控制系统方案，降低了硬件配置和机床成本，增加了系统柔性，能够实现其他复杂空间曲线接缝的自动焊接，并可在此平台上进行更深入的自动焊接技术试验研究。