工业4.0时代大背景下,《中国制造2025》战略实施以来,我国制造行业发展迅猛,“机器换人”已成为大势所趋。在我国大多数从事低端劳动密集型的中小型企业中,工业机器人仍未得到普及,在焊接行业尤为突出。本文以自行研制的焊接机器人样机为研究对象,研究了焊接机器人的轨迹优化问题,旨在改善焊件焊接的质量。尤其是焊接机器人因其标准化、效率化、智能化的优势得到了广泛地应用,使其在工业机器人中地位显著。作了以下研究:首先,简要介绍了 FANUC的RoboGuide仿真软件,以及将选择了焊接机器人的型号,并对Roboguide仿真环境进行建立,在软件环境中添加焊枪模型,并对工具坐标系进行科学地设置。其次,用SolidWorks对变位机三维建模,几何模型导入到Roboguide软件,并对焊接机器人与焊接变位机控制系统进行分析,对焊接机器人与变位机协调控制。再次,根据焊接机器人样机的机械结构,应用D-H参数法建立焊接机器人样机连杆坐标系,得到焊接机器人样机的运动学模型,选用封闭解法求得焊接机器人正解,进一步求解出焊接机器人逆解。同时,本文通过对六自由度焊接机器人特征坐标系的建立和运动轨迹的规划,对焊接机器人焊缝、焊点以及末端焊枪进行研究,对焊枪进行TCP点标定,提高机器的定位精度。研究了焊接机器人在关节空间中三次、五次以及高次多项式插值轨迹规划方法,重点研究了五次B样条曲线拟合方法。针对焊接机器人特定轨迹,分别进行了三次、五次多项式插值规划以及五次B样条拟合曲线拟合规划,应用Matlab仿真出三种轨迹规划方法得到的轨迹运动学曲线。发现五次B样条拟合曲线拟合方法规划出的关节轨迹运动学曲线运行更加平稳,确定采用五次B样条拟合曲线方法进行轨迹规划。最后,简要介绍了焊接机器人离线编程Roboguide软件,以及将Solidworks软件中建立的三维模型导入到Roboguide仿真平台软件,离线编写焊接程序,对其运动轨迹进行模拟,生成TP程序,再导入实际机器人的控制柜中,对焊接过程进行仿真。搭建机器人焊接试验平台,结合对焊接机器人轨迹规划的分析和试验数据,选取特征焊缝,对实际焊接零件进行机器人自动焊接以论证基于样条拟合曲线方法对机器人焊接轨迹规划的积极影响。