搅拌摩擦焊技术是一种固相焊接技术,可以焊接铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、钢等材料,在船舶制造、航空航天、轨道交通、汽车和电力电子等行业应用广泛。但是在实际生产过程中,焊接过程中施焊能力不足会导致设备停机,大曲率焊接引起的顶锻力和前进抗力波动会引起设备过载、抖动。因此,本文针对混联型重载搅拌摩擦焊装备的施焊能力和焊接运动进行研究。主要工作如下:1、建立混联搅拌摩擦焊装备的运动学模型,得到混联机构运动学反解的显式表达和齐次逆雅克比矩阵的显式表达;2、选取可焊最大板厚和焊缝精度作为施焊能力评价指标,以受力分析为基础对最大板厚进行建模和分析,以误差分析为基础对焊缝精度进行建模和分析;3、基于时变NURBS曲线对于大曲率焊接运动进行建模分析,编写大曲率受控焊接运动软件,基于混合阶次插值算法对搅拌摩擦焊焊接速度与加速度进行光顺,利用分段拼接方法对不同类型轨迹进行运动设计;4、对搅拌摩擦焊过程进行联合仿真,完成施焊能力仿真和大曲率受控运动仿真。以圆形轨迹和方形轨迹在末端无负载情况下对混联机构进行运动仿真和分析;在末端受载情况下对可焊最大板厚进行仿真验证;完成对焊缝精度的联合仿真分析;通过焊接运动仿真观察驱动力幅值变化,验证大曲率运动规划的合理性。通过以上建模分析和仿真分析,对施焊能力和大曲率焊接运动进行了一定的探索,为后续研究打下基础。