伺服控制技术越来越广泛的应用在工业领域，由于自动化设备的优势，将会有越来越多的自动焊接设备取代传统的人工焊接。三通管件是管道连接的重要元件，本文针对传统的焊接机器人成本高且可重组性能较差等缺点，研究与开发一款用于三通管件相贯线焊缝自动焊接教学设备。首先通过分析国内外管道焊接设备的研究现状，结合相贯线焊缝的空间曲线特征，建立相贯线焊缝焊接过程的数学模型，其次从坐标类型和机构类型两方面入手，确定了该型相贯线自动焊接教学设备采用四轴并联传动，并综合直角坐标系与圆柱坐标系的优点确定了设备的总体结构方案。再次基于可重构机床的特征，按照功能将设备的结构划分为若干模块，完成各个部分的结构设计。将相贯线焊缝看成是支管轴向直线运动和绕支管周向旋转合成的。水平运动轴、竖直运动轴及焊枪摆动轴协调完成焊枪姿态的调整，并与工件旋转轴联动完成相贯线焊缝的焊接。对四个运动轴分别进行了负载计算，并完成了各个轴向电机的选型。最后在确定设备总体机械结构的基础上，建立基于运动控制卡PMAC的伺服控制系统。在VC++的开发环境下，结合PComm32PRO动态链接库，设计出功能完善的人机界面，可以直观的修改一些参数、监控焊接过程。经过在该教学型设备样机上的初步实验，本型四轴相贯线自动焊接教学设备能够较好的完成三通管件相贯线焊接任务，且具有良好的教学性能。