焊接机器人在自动化焊接领域发挥着不可替代的作用。本文以六自由度PR1400焊接机器人为研究对象,对其结构进行了基于尺寸多目标、拓扑优化等方法的优化设计。同时针对焊机机器人一直存在的绝对定位精度较差的问题,建立了结构误差模型并进行参数辨识,通过仿真实验验证,有效地提高了 PR1400型焊接机器人的绝对定位精度。主要内容如下:(1)通过ADAMS仿真,得到PR1400型焊接机器人主要零部件在危险姿态下的受力,为有限元分析提供边界条件。建立PR1400焊接机器人的有限元模型,运用ANSYS Workbench对现有结构进行有限元分析,得到其主要零件危险姿态下的应力、应变云图及固有振型。确定结构是否会发生共振,并为后续结构优化设计提供数据支撑。(2)设计针对PR1400焊接机器人的应力应变实验,采集其应力应变数据,以验证ANSYS Workbench分析结果的准确性。(3)根据ANSYS Workbench的分析结果,对PR1400焊接机器人的主要零件进行了尺寸多目标优化、拓扑优化设计,并对优化后的结构再次进行有限元分析,结果显示优化效果良好。(4)对影响焊接机器人精度的因素进行了分析,提出了一种基于CMPC和MDH的6参数模型的机器人运动学建模方法,建立了焊接机器人的误差模型,并采用最小二乘法对误差进行辨识,对焊接机器人运动参数进行修正补偿。设计了仿真实验,结果显示经过补偿后,焊接机器人的精度得到有效提升。