本文在分析了近年来国内外焊接机器人的发展现状的基础上,对基于数控技术和基于工业机器人技术为主体的体系结构进行了研究,搭建了相应的自动焊接实验系统。结合未来自动化领域焊接技术主要方向-视觉图像传感技术和实际生产需求,通过研究焊接几何特征、焊缝轨迹规划、焊缝跟踪过程实时控制等相关技术来实现焊接过程智能化。具体开展了以下内容的研究:1.搭建了包括工控机、PLC、机械臂、线激光器以及焊枪的焊接硬件集成平台体系;并配置了相应的网络硬件。2.在程序开发方面:使用西门子SIMATIC Win CC,开发了基于典型焊缝特征的自动焊接系统界面,并用C/C++语言开发了焊接系统界面下运行的脚本程序。程序包含从线激光传感器读入数据,提取、处理焊缝特征数据;焊枪位姿的焊缝特征数据结构管理程序;以及工控机到机器人控制器的FTP文件传输和Socket通讯接口程序。其中FTP可以实现数据的上传、下载、删除操作,Socket用来实现计算位姿与机器人运动运行的实时数据通信。3.研究了工程中典型焊接件的焊缝几何特征,以及常用的提取方式;介绍了实验室在焊缝特征点直接获取方面的研究结果,并用于V形焊缝特征点提取。4.研究了焊缝的自动跟踪方案及算法,对焊缝跟踪过程中焊枪的位置、姿态调整和自动搜索算法进行了描述,从而为进一步实现焊接过程智能化提供了算法基础。论文最后通过计算了四种典型焊接特征的焊点轨迹数据及机器人位姿,并在Robcad中进行了仿真,来验证算法的可行性。