机器人遥控焊接主要应用于核环境、海洋、太空等极限环境。由于技术发展水平的限制,实现机器人完全自主焊接目前难以实现。通过人机协作,发挥人和机器人各自的专长共同完成焊接任务,是一种行之有效的方法。本文详细分析了遥控机器人系统常用控制模式的特点,针对遥控焊接的非接触特点,采用简便、灵活的主从控制策略。系统阐述了主从式遥控机器人系统的结构、实现方案,分析了实现主从随动的原理和关键性问题。在主从遥控系统中,主手是人与从端机器人的交互接口,操作者通过主手控制从端机器人完成各种运动。本文在工控机上建立了基于RTLinux开放性实时环境的主机器人系统,并在此平台上开发了以空间鼠标为输入设备的人机交互接口,建立了空间鼠标和主机器人主从结构的主手系统,实现了人手位姿信息对主机器人的运动控制。通过网络通信和机器人运动空间映射,建立了双机器人的主从关系。本文基于服务器/客户机模型和TCP/IP协议,通过C/C++编程,实现了Linux和Windows之间跨平台网络通信;对网络通信数据进行了编码、解码和缓冲区数据采集控制处理,实现了可靠、准确的网络数据通信。在建立机器人运动学模型的基础上,运用解析法推导分析了机器人正运动学和逆运动学算法,并通过坐标系的对应和主从比例系数的匹配,建立了主从机器人运动空间映射关系,最终实现了人手对主、从机器人的运动控制。通过实验验证了主从机器人遥控焊接系统的可行性。借助于主机器人的运动空间,操作者的立体空间感得到加强;针对平面焊缝和空间焊缝进行了焊缝跟踪实验,对比分析了操作者熟练程度、操作者控制量、跟踪速度、主从运动中心等因素不同情况下,焊缝跟踪性能。实验结果发现,提高操作者熟练程度,减少操作者控制量,降低跟踪速度,增大主从比例系数,加强立体视觉反馈效果,将有助于提高跟踪精度。