目前工业制造领域,许多大型机械设备通过焊接加工而成,比如大型船舶采用分段制造,并通过焊接组装,工作量大且环境恶劣,船体壁面焊接难度大,人工焊接效率低、成本高且存在着危险性,为此可用机器人去代替人工,实现自动化焊接。本文以一种新型的轮式移动焊接机器人为平台,对机器人在壁面横焊焊缝跟踪进行理论仿真,为实现机器人壁面焊接提供理论基础。机器人采用旋转电弧传感器进行偏差识别,机器人本体具有复合磁轮的移动机构,且底部具有磁吸附机构,可提供机器人壁面焊接的吸附力,通过对机器人壁面的受力分析,得出机器人的安全条件,采用Pro/E建立机器人的三维模型,并导入ADAMS建立机器人的虚拟样机模型,对机器人样机模型进行了运动仿真,验证了机器人模型的正确性,机器人可进行壁面的焊缝跟踪仿真研究。根据机器人的组成结构,机器人本体只对焊缝粗跟踪,横向滑块需调整焊枪对焊缝准确跟踪,对机器人本体设计PID控制器,滑块部分设计模糊PID控制器,为提高焊缝跟踪精度,在PID参数的模糊整定规则中加入RN(负零)、RP(正零),实现机器人准确的跟踪焊缝轨迹。为模拟旋转电弧提取偏差,根据焊丝模型建立虚拟焊缝,获取电弧长度。采用特征平面法,用MATLAB拟合可以得到不同偏差下特征平面投影斜率,对偏差斜率线性拟合得到基于V型焊缝偏差计算公式。联合ADAMS与MATLAB建立机器人的焊缝跟踪控制仿真模型,并对不同坡口夹角V型横焊焊缝及角焊缝进行跟踪,仿真结果表明机器人壁面横焊跟踪精度较高,验证了机器人模型及控制器的正确性。