我国航天、汽车、造船及核电等行业近几年的迅速发展,要求不断开发新技术和提高生产效率。工业机器人具有工作可靠、通用性强的优点,越来越多的应用到这些行业。目前,工业机器人主要采用示教再现方式工作,对于复杂焊缝的焊接效率低、精度差。机器人离线编程在不操作实际机器人的情况下进行路径规划,生成机器人程序,能够实现CAD/CAM/Robotics的一体化。在喷管延伸段焊接中,焊缝形式为空间螺旋曲线型对接焊缝,单件产品的焊缝总长度超过1000米,焊缝坡口形式规则,适合于弧焊机器人生产。采用离线编程能够大大缩减编程的工作量,提高生产效率。　　针对空间螺旋曲线对接焊缝的喷管延伸段焊接,本课题对机器人离线编程技术进行研究。在Solidworks三维设计软件平台的基础上,用VC++6.0编程语言进行二次开发,构建了弧焊机器人离线编程系统,包括建模、路径、运动、规划四个模块。在焊接路径特征建模中,设计了基于参数化螺旋曲线拟合的路径建模算法及控制截面焊缝特征建模算法,建立了高精度的焊接路径模型。研究了九自由度机器人协调运动控制算法,以船形焊为焊接运动姿态约束条件,完成了机器人与变位机的协调运动路径规划。从焊接工艺角度出发,提出了路径分割算法和变点过滤算法,实现了焊接路径规划。　　针对机器人在标定环节的标定误差导致的离线编程生成的程序与实际加工路径所需机器人程序之间的偏差问题,利用遗传算法优化求解用户坐标系偏移量,实现了模型环境中工件相对用户坐标系的位姿关系与实际工件相对位姿关系的最优匹配。为解决喷管延伸段焊接过程中热变形的积累导致的路径偏移,本文设计了特征点增量补偿算法,结合多轴协调运动,实现了机器人与变位机协调运动的轨迹补偿。