在现代工业生产中,机器人正在改变以往的工业加工方式,特别是焊接机器人在工业生产中的应用越来越广泛。随着工业焊接要求的不断提高,独立的机器人系统很难满足眼下日趋复杂的焊接任务。本文采用ABB 1410机器人与变位机组成的八自由度焊接机器人系统,对其协同焊接空间复杂相贯线焊缝以及关节空间轨迹规划问题进行了深入的研究,具体内容如下:（1）建立相贯线数学模型,根据主管结构尺寸,得到工件焊缝位置数据并生成相贯线曲线焊缝。通过D-H法建立机器人连杆坐标系,采用矩阵形式对连杆在空间中的变换形态进行描述。利用D-H法及矩阵变换完成机器人、变位机的正运动学求解及验证。（2）建立机器人工作站系统坐标系,根据焊接机器人工作站的系统组成以及机器人工作站内各个坐标系的关系,分析机器人工作站的协同方法,对机器人、变位机逆运动学进行求解及验证。对机器人工作站进行耦合解耦分析,计算焊缝轨迹特征点的焊枪空间姿态及变位机关节转角,实现同步焊接。（3）介绍焊接过程中工件焊缝点离散化问题及焊缝坐标系建立,分析机器人工作站协同运动控制策略,对机器人和变位机的基坐标系进行标定,获得基坐标系之间的变换关系,使得协同焊接过程统一在机器人的基坐标系下。以关节轨迹规划作为研究对象,分析三次多项式插值、五次多项式插值、抛物线过渡插值和分段七次多项式插值等几种常用的关节空间轨迹规划方法。通过Matlab机器人工具箱验证五次多项式插值算法,仿真表明机器人各关节位移、速度及加速度连续无突变,效果良好。（4）通过建立的机器人关节最小运动量目标函数,对机器人关节轨迹进行优化。根据焊接工艺确定实现平稳、连续、安全的机器人最佳焊接位置。考虑机器人与变位机的运动约束及机器人连续焊接问题,建立机器人避障函数和奇异性约束函数,使焊接机器人能够避免与焊件发生碰撞,实现对空间相贯线焊缝一次性连续焊接。基于多目标粒子群优化算法进行轨迹规划研究工作,以ABB 1410机器人最大转动角度、最大运行速度、最大加速度与最大加加速度为约束条件,验证多目标粒子群算法在基于关节运动量最小的轨迹规划问题上的有效性和可操作性。利用Matlab得到各关节相关运动过程轨迹图,其位移、速度和加速度曲线都平滑,机器人运行平稳,符合轨迹规划要求。