本文通过对LAIWR弧焊机器人的杆件几何机构的分析，利用齐次变换矩阵建立了系统的正运动学模型，基于空间矢量几何投影关系推导出相应的逆运动学解法，为机器人系统的运动控制提供了可靠依据。根据机器人弧焊作业的特点，推导出了LAIWR机器人系统在关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划控制算法，实现了操作机点到点、直线及圆弧等运动轨迹控制和焊枪空间姿态的联合调整，达到对智能焊接机器人轨迹和姿态的精确控制，并添加了第七关节（用于视觉伺服的摄像头）的运动学求解，使得LAIWR弧焊机器人具有智能可视化功能。 在上述研究工作的基础上，本文基于模块化设计的思想， 开发了具有友好人机交互界面的弧焊机器人运动学仿真系统，利用了统一的数据结构完成了图形建模模块、运动学原理模块、视图模块、通讯模块、图形接口模块、图形绘制模块、控制模块等部分的开发，可方便的进行功能扩展和改进。本文设计的针对LAIWR机器人的三维实时仿真系统采用 OpenGL图形库进行开发，通过对该系统的直线和圆弧运动轨迹仿真实验，证明了本文所求解的运动学算法和直线、圆弧插补算法的正确性，并且产生实时动画模拟了整个焊接过程，检查发生碰撞的可能性及软件系统的可行性。在此基础上，还可以对机器人的动力学及控制进行仿真，对运动精度、误差进行分析，为进一步加强三维实时图形技术在机器人技术研究中的应用奠定了基础。