焊接技术在现代制造业的发展中发挥着十分关键的作用，广泛应用于汽车制造、石油输送等各行业。在实际的焊接作业中，管与管相交会产生复杂的空间相贯曲线，对焊接技术提出了更高的要求。　　本文分析了当前焊接机器人的设计特点和研究趋势，开发了五自由度空间相贯曲线焊接机器人。该机器人采用直角坐标型位置机构，搭配两自由度姿态控制机构的方案，并建立了整体的三维模型。介绍了基本焊接参数在焊接过程中对焊缝质量的影响。建立了空间相贯曲线在笛卡尔坐标系下的数学模型，提出了等角度弦线逼近非圆曲线的方法，基于MATLAB/GUI开发了此类曲线的仿真及逼近软件。分析了空间相贯曲线焊缝的姿态，运用空间几何学的知识建立了相应的数学模型，并通过坐标变换的方法获得末端焊枪姿态的表达式。介绍了刚体在固定参考坐标系下的位姿描述方法，基于D-H参数建模法建立D-H坐标系和D-H参数列表。分析了机器人各连杆之间的相对位姿关系，将齐次变换矩阵按照规则进行乘法计算。采用双变量正切函数形式表示出机器人各关节变量的数学表达式，完成机器人运动学正逆解分析。在控制系统的设计上，硬件系统以固高GUC系列运动控制器为核心，搭配安川SGDV系列交流伺服控制系统。描述了运动控制器主要引脚功能信号，并给出了电气接线设计图。在软件设计上，基于固高CPAC软件开发平台Otostudio，快速高效的开发定制控制系统，详细描述了各主要功能模块的设计步骤。设计了人机交互模块，进行了焊接机器人控制系统的实现。