随着工业现代化水平的提高,发展以机器人为主的工业自动化制造技术已成为一种趋势。本文以SA1800型号六自由度机器人和两自由度的变位机组成的协同系统为研究对象,对六自由度机器人和变位机的运动学、轨迹规划、协同运动及ROS仿真进行研究。主要的内容如下:（1）研究了六自由度机器人与变位机运动学基础。对空间中刚体的位置和姿态进行了数学描述,根据SA1800机器人的机械结构特性,对六自由度机器人运动D-H参数法进行运动学建模,利用矩阵变换公式进行正运动学和逆运动学分析,推导六自由度机器人的正运动学方程和逆运动学求解;同时也通过这种方法对两自由度变位机的正逆运动学进行研究,当工件船型焊接位姿时,对两自由度变位机逆运动学求解。最后通过Matlab软件的Robotics Toolbox工具箱仿真验证了所推导的机器人正逆运动学公式的正确性。（2）焊接机器人轨迹规划的研究和ROS系统中建模仿真。机器人轨迹规划分为关节空间规划和笛卡尔空间轨迹规划,关节空间规划主要包括为三次多项式插值和五次多项式插值;笛卡尔空间轨迹规划主要包括直线轨迹规划和圆弧轨迹规划。并且通过Matlab对所研究的轨迹规划算法编程验证。通过Solid Works软件导出机器人与变位机系统的URDF文件,建立ROS环境模型,并借助Rviz3D可视化工具用于机器人和变位机的三维模型的显示和校验。然后分析了Move It系统框架,对Move It系统的核心节点进行设计与编译,完成ROS仿真系统的建立。（3）研究了六自由度机器人与变位机的协同运动。运用运动链末端耦合与解耦的思想,将六自由度机器人与变位机分别看成“底座-变位机的两个关节轴-工件-焊缝”和“底座-机器人各个关节轴-焊枪”两条链,并对其以两条运动链的形式分别建立相关坐标系,同时对六自由度机器人与变位机的耦合与解耦进行了分析。推导出六自由度机器人与变位机的协同运动关系和协同运动方程。最后通过ROS系统分别对六自由度机器人与变位机协同直线运动与协同曲线运动仿真实验,验证了机器人与变位机协同运动的有效性。（4）六自由度焊接机器人与变位机协同焊接实验。本实验是以SA1800型号六自由度焊接机器人和变位机组成的协同系统为实验设备,为了提高协同焊接实验的精度,首先对六自由度机器人的焊枪标定,对机器人与变位机标定;然后对于不同板厚工件的焊接工艺参数进行测定,最后以青岛华玺能源机械科技有限公司的HXJ2型号的塔角为工具编写示教器协同程序,并在Codsys软件Trance界面的监测下完成六自由机器人与变位机的协同焊接现场实验。总之,本论文对六自由度焊接机器人与变位机的运动学、轨迹规划、ROS建模仿真和协同运动进行研究,为机器人与变位机快速平稳地协同运动的执行焊接作业任务奠定了基础。基于ROS系统对六自由度焊接机器人与变位机进行仿真技术研究和对焊接机器人与变位机的协同焊接实验,对六自由度焊接机器人与变位机协同系统的研发及应用具有极其重要的意义。