六自由度关节型机器人的应用领域非常广泛，企业对机器人的工作性能和工作效率要求也越来越高。本文以六自由度焊接机器人为研究对象，对其运动学、动力学、结构优化设计和轨迹规划做了系统的研究，为机器人的开发设计提供了技术支持。　　首先根据D-H坐标法建立焊接机器人运动学模型，推导运动学正逆解方程。运用牛顿-欧拉法建立其动力学模型，推导出关节扭矩表达式。然后在ADAMS软件中建立焊接机器人虚拟样机模型，并进行运动学和动力学仿真分析，验证了动力学模型的正确性。　　接着提出用驱动力矩峰值和能耗来评价焊接机器人动力学性能。分析焊接机器人杆件参数对动力学性能的影响，在此基础上，建立优化目标，利用优化算法对各个杆件参数进行了综合优化，优化后的设计方案降低了驱动力矩峰值和作业能耗。　　最后选择机器人运动轨迹时间最优为目标，采用五次多项式规划，在考虑运动学和动力学约束下，利用遗传算法和下山单纯形混合寻优算法，快速规划出一条连续平稳且时间最优轨迹。分析了六自由度机器人三种奇异位形，且给出奇异区域判定条件，利用轨迹规划使机器人顺利通过奇异区域，提升了机器人工作效率。