激光焊接T型接头应用十分广泛,在航空航天、汽车、船舶领域占有十分重要的地位,T型接头的加工质量往往影响着整个结构件的质量。T型接头的激光焊接经常会出现气孔、裂缝、焊接偏斜等问题,工艺性要求很高,因此针对T型接头的激光焊接成为一个重要研究方向。三维T型接头的焊接往往采用机器人示教焊接,不仅加工精度低,而且往往先焊接一侧,再焊接另外一侧,焊接变形大;焊接过程中焊接点往往偏离焊接路径,使得焊件报废;小型机床难于加工大尺寸的整体结构件。针对上述问题,本文搭建了大跨度高架桥式机械结构的焊接平台,满足大尺寸整体件的焊接需求,同时针对T型接头的两侧同时焊接需求,设计了三向旋转结构的焊接加工结构,搭建了双光束焊接系统,并配备双十字滑台,对T型接头的两侧同时实现焊缝测量与跟踪补偿。本文搭建了基于运动控制器+工业用平板电脑的开放数控系统,开发了上下位机结构的软硬件平台,编写了友好的人机交互接口,研究了高速高精控制与多轴联动控制技术。通过机架坐标系到焊接点坐标系的坐标转换,求解了机床模型的运动学矩阵,得到焊接点位置坐标的矢量信息,利用三维焊接路径的轨迹规划技术,在开放运动控制器中实现了运动学算法,做到了对三维焊接轨迹的六联动控制。在三维轨迹控制的同时,在T型接头的两侧安装基于机器视觉的检测传感器,实时检测焊接偏差,实现了对焊接偏差的双路跟踪补偿。实际的跟踪补偿实验验证了跟踪补偿效果,跟踪精度满足要求。通过实际的焊接实验,完成对试验件的焊接,结果表明针对三维T型接头的轨迹控制和跟踪补偿满足加工要求。