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焊接是一种非常重要的加工技术，在现代机械制造领域占有极大的比重，由于手工焊接的工作条件较差，且加工效率较低，随着机器人技术的出现，将机器人应用于焊接加工实现其自动化成为当前主要的研究方向。 本文针对焊接机器人加工中的焊缝视觉识别跟踪、焊接位姿控制及离线编程技术进行了研究，以MATLAB为基础开发相应的机器视觉与机器人姿态控制功能模块，该方法充分利用了MATLAB自身集成大量功能函数的优势，同时，设计了基于UG-CAM的开发便捷的焊接程序生成模块，并开发了相应的G代码编译与仿真模块。本文提出的焊接机器人离线编程系统设计方案可以有效简化开发过程，缩短开发周期，降低开发成本，此外，在焊缝视觉跟踪的基础上增加了焊枪姿态实时控制功能，可以有效提高焊接加工的质量。本文的主要研究工作如下: (1)用MATLAB图像处理工具箱对多种边缘检测算子进行了仿真，并比较了各种算子的识别效果，确定了相对最优的边缘检测算子;开发了基于VS与MATLAB混合编程的焊缝跟踪模块，并在3轴雕刻机上进行了实验验证。 (2)建立了焊缝与焊枪的空间描述模型，提出了结合机器视觉传感器获取的焊缝特征信息与该数学模型实现焊枪位姿实时控制的方法，并利用MATLAB进行了仿真验证。 (3)基于MATLAB实现了摄像机参数的标定，并进行了实验验证;比较了标定前后的图像效果，分析了基于该方法的标定误差并提出了改善标定精度的方法。 (4)针对构建的轮胎存放架自动焊接机器人系统，确定了一种基于UG-CAM模块的焊接离线编程系统开发方案，由于UG-CAM模块不具有焊接加工功能，提出采用多轴铣削代替焊接实现其离线编程，并通过3轴雕刻机验证了该方案的可行性;开发了基于VC的G代码编译与仿真模块，用于验证离线编程程序的正确性并实现机器人的控制。