目前,自动与智能化生产是焊接作业的大趋势。为了达到这个目的,各种自动化设备引入到焊接过程中,其中弧焊机器人是比较普及的一种自动化设备。比较主流的弧焊机器人工作模式是“示教-再现”,而这种模式难以适应非标零件的焊接。为了提升弧焊机器人的柔性,本文研究了基于模型信息的弧焊机器人结构光视觉纠偏系统,根据从机器人离线仿真程序获取的视觉仿真信息和模型轨迹信息,分别设计了焊缝定位策略和轨迹修正策略,使弧焊机器人可以适应非标零件的焊接。为了准确获取先验的模型信息,首先完成了仿真与实际机器人工作站运动链参数、传感器参数、机器人末端位姿的同步。在此基础上,从仿真环境中获取可以反映实际激光条纹形位特征的仿真激光条纹,作为图像处理的先验信息。基于得到的仿真激光条纹,设计了两种焊缝定位方法:仿真图像模板匹配法、仿真降噪配准法。仿真图像模板匹配法利用仿真激光条纹构造图像模板,然后采用鲁棒性高的基于形状模板匹配法实现了焊缝定位。在考察了不同参数对识别效果的影响后,从识别时间、识别精度、抗干扰性几个方面评价分析了所提出方法的性能,并与前人提出的方法作对比。仿真降噪配准法根据仿真激光线的形位变化规律划分感兴趣区域ROI以滤除大部分干扰,然后根据仿真激光线的法向构造结构元素并以非均匀形态学腐蚀的方式作进一步降噪。对降噪后的条纹骨架化后,通过仿真激光线与骨架配准的方式实现焊缝定位。然后,同样从识别时间、精度、抗干扰性几个方面评价了该方法的焊缝定位效果,并与前人提出的方法作对比。针对典型的具有不连续的多段焊缝非标零件,基于离线仿真程序提供的初始模型轨迹信息设计了离线分段轨迹修正的策略,并对具有多段焊缝的复杂非标零件进行离线协调轨迹修正焊接测试,验证了方法的可行性。为了提升生产效率以及适应焊接过程中的热变形,设计了一种基于PID控制器的在线轨迹修正策略,并引入合适的数据储存策略以适应结构光扫描的工作特点。对直线和圆弧焊缝进行在线轨迹修正焊接测试,得到良好的效果,验证了方法的可行性。为了使在线纠偏的过程不受视觉识别偏差点的影响,提出了一种基于检测轨迹预估的策略,对识别偏差点进行剔除。实验表明,该策略可以有效滤除视觉识别偏差点,使焊接不因识别偏差而发生偏移。