本文根据滤清器焊接机器人的任务需要,确定机器人的各项基本技术指标,为机器人本体结构的设计提供依据,在此基础上提出机器人整体结构设计方案。在对机器人各关节工作状况进行分析的基础上,选择各关节电机、减速器的型号。对各关节的结构进行详细的设计,校核了部分关键零件,给出了典型关节的装配图,并采用三维建模软件Pro/E对整个机器人本体进行了虚拟设计,获得了机器人虚拟样机。采用D-H方法建立机器人的运动学模型,确定连杆参数,构建机器人运动学方程,获得机器人末端位姿矩阵,以位姿矩阵为依据,采用蒙特卡洛方法在MATLAB中编程求解机器人的工作空间,确定机器人的工作范围,最后利用径向基神经网络求解机器人逆运动学。从工作原理出发对焊缝传感器进行了分类,通过对比各自优缺点选择了激光扫描式作为焊缝跟踪传感器类型,以图像依靠的三角测量原理为基础对传感器进行了设计,分析了图像处理和焊缝特征点的提取过程,并选择了相关的系统硬件,并设计了简单的模糊控制系统。结合机器人的机构简图及运动学方程,采用微分变换法推导出机器人的雅可比矩阵,运用拉格朗日法建立了机器人动力学方程,求解出动力学方程中的主要参数:惯量矩阵、重力项系数、向心力系数和哥氏力系数,代入动力学方程通式,然后推导机器人各个杆件的动力学方程;采用Pro/E对底座、转台和大小臂进行模态分析,获得各个部件的固有特性和前六阶振型,为机器人柔性分析奠定基础。对机器人进行笛卡尔空间轨迹规划,并利用动力学仿真软件ADAMS对六自由度机器人的运动学和动力学进行仿真,获得了机器人末端位姿曲线、速度曲线、关节角位移曲线、角速度曲线、杆件的动能、关节支反力和扭矩曲线、时频曲线,分析曲线的可靠性,以达到提高设计性能、降低设计成本、减少产品开发时间的目的,并为机器人进一步的研究奠定基础。