焊接自动化是焊接技术发展的必然趋势,焊接机器人能够在重复的焊接工作中保持良好的焊接质量,同时大大解放劳动力。焊接机器人的国产化和产业化对推动我国的制造业向智能制造转型具有重要作用,对我国大型设备生产行业的发展也具有重要意义。本文基于四轴直角坐标机器人平台,对示教再现型焊接机器人自动焊接控制系统和不规则焊缝自适应算法进行深入研究,设计了基于直角坐标焊接机器人的示教再现一体化焊接自动控制系统。基于STM32F103微处理器搭建各功能电路,完成示教再现一体控制器的电路设计;通过移植μC/OS-II实时操作系统完成系统功能软件设计;针对对接接口形式的焊缝和T型接口焊缝进行建模,通过触碰法实现焊接初始位置寻找;针对焊接过程中焊缝宽度不规则变化引起的焊接质量问题,分析不规则焊缝产生的原因和不规则焊缝自适应能力的重要性,在示教再现的基础上,建立数学模型并提出不规则焊缝自适应算法;通过分析实时检测的焊缝宽度信息来控制焊枪摆动以适应焊缝的变化;最后完成示教焊接系统的安装与调试,通过模拟焊接半实物平台对焊枪摆动、焊缝初始位置寻找和不规则焊缝自适应进行独立测试以及系统整体模拟焊接实验。实验表明一体化控制系统工作稳定、精度高、系统制造成本低、操作简单易学;可大幅度缩减操作者的培训时间,利于直角坐标焊接机器人的推广应用。