随着机器人和焊接技术的不断发展，含有外部轴的冗余机器人系统的应用越来越广泛，研究冗余系统的运动规划问题具有现实意义。本文以含有KUKA机器人、变位机和C型支撑的机器人系统为对象，研究十轴机器人系统运动规划方法，开发了相关软件包，主要研究并解决了三个问题:碰撞检测问题、变位机逆解问题和冗余系统运动规划问题。　　在AABB包围盒碰撞检测算法中，STL模型中三角片的大小不均匀会导致包围盒树中的包围盒不能逐层有效收缩，使得算法的运行速度慢且不稳定。本文提出了基于三角片细分的包围盒构造方法，该方法先将模型三角片细分，得到一组大小均匀的三角片，之后根据细分后的三角片构造包围盒，引入两个参数分别控制三角片细分粒度和包围盒树层数，实现了包围盒更有效的收缩，稳定了碰撞检测速度。包围盒树构造完成后，释放细分之后三角片所占用的内存空间，降低了程序的空间需求。碰撞检测时，通过减少包围盒之间、三角片之间碰撞检测时坐标变换次数，避免了不必要的包围盒膨胀，提高了碰撞检测速度。　　变位机逆解问题中，现有算法在逆解超出区间[-180°，180°]时，逆解会出现突变，本文提出了基于正反向搜索的逆解选择算法，在保证关节不超限的前提下，有效克服了逆解突变的问题。之后讨论了变位机和机器人的协调运动问题，为了控制焊枪相对于工件的移动速度，选择了基于工件坐标系位姿插补的同步方法，结合变位机逆解算法，能够在调整焊缝位姿的同时进行焊接作业，并保证各焊点在焊接时满足给定的焊缝转角和焊缝倾角。　　在解决碰撞检测问题、变位机逆解问题的基础上，研究了冗余机器人系统运动规划问题。在分析了焊接工艺约束及系统运动学的基础上，确定了系统的冗余变量，并给出了单指标的正弦计算公式和多指标的乘法融合公式。采用差分进化算法对运动规划变量进行优化，研究了该算法的不同变种的优化效果，确定了最终使用的算法操作及相关参数。为了避免轨迹突变，选用局部最优策略为单条轨迹生成策略，该策略中起始点（起始焊点的规划结果）影响后续焊点的规划，在尝试多个起始点并生成多条候选运动轨迹后，根据所有焊点指标平均值最大的原则确定了最终的运动轨迹。　　最后围绕以上算法，开发了相关软件，实现了多组件的碰撞检测及交线动态显示、变位机规划结果预览和十轴机器人系统运动规划，并实现了与通用平台ROBOLP的集成。直线、圆弧、相贯线焊缝的规划实验表明，规划结果满足船型焊、无碰撞、机器人无奇异、关节角不超限、关节角连续等约束，规划算法正确有效。