随着我国石油储备和冶金工程建设的快速发展,以储油罐和冶金高炉为代表的大型钢结构的需求日益增长。大型钢结构的自动化焊接技术已经成为工业发展过程中不可缺少的重要研究课题。经过十几年的发展,国产自动化焊接设备已经可以取代同类进口设备,但仍然有许多的技术不够成熟,焊枪摆动技术与焊缝跟踪技术就是该领域亟待解决的课题。本文对横向埋弧焊自动焊的应用背景做了深入的研究以作为后面焊枪摆动和焊缝跟踪系统的设计依据。并对国内外关于焊枪摆动与焊缝跟踪的设计成果进行了分析,作为后续设计的参考。根据横向埋弧焊焊枪摆动的技术要求,应用伺服控制技术,可编程控制技术,设计了焊枪摆动自动数字控制系统。解决了焊枪摆动系统在实际工作中可能遇到的问题和难点,如摆动波形控制,摆动速度自适应等。在了解了大型钢结构横向焊缝的结构特点和埋弧横向焊接的工作特点和跟踪难点的前提下,总结前人的设计经验并加入创新性设计,结合激光测距传感技术设计完成了横向埋弧自动焊接机焊缝跟踪系统的设计。通过反复试验调试解决了诸如提高检测信号精度,实时检测延时偏差补偿等跟踪难点。在前几部分的设计成果的基础上,在对所设计硬件和软件的复杂程度以及设计的实用性和经济效益的综合考虑下,提出了三种横向埋弧自动焊摆动跟踪一体机的设计方案,并最终选择一套最优方案,设计出了一台样机,将前几部分的设计成果有机地结合起来。对所设计的横向埋弧焊机摆动跟踪一体机进行了全面的模拟试验和实际焊接试验,证明了所设计的系统可以应用于实际的工程作业。最后,针对本文的研究内容和工作进行了总结,并提出了其中的不足之处和今后改进的方向。