传统的焊接机器人一般为3R结构(前三个关节为旋转关节),灵活性较高,能适用于大部分的焊接场合,但是存在成本高、适应性差等问题。特别是如容器接管的焊接,操作空间狭窄,使得普通的焊接机器人难以完成焊接任务,主要原因是特殊的运动路径导致机械臂控制困难。为此,本文基于机械臂的运动学／动力学特性研究,设计了容器接管专用焊接机器人的控制系统。本文首先针对容器接管这个对象,进行了焊接机械臂需求分析,并基于机械臂构型分析设计了焊接机械臂结构。基于D-H方法,建立了焊接机械臂的运动学模型,并给出了机器人的正解以及逆解,同时对机械臂的运行路径进行了轨迹规划运动模式的研究。结果表明,基于样条拟合方法的误差比三次多项式拟合的误差小,且样条拟合方式速度曲线更为平滑。因此,本文采用了样条曲线拟合方法对点位速度进行拟合。另一方面,对焊接机械臂进行了动力特性研究。根据拉格朗日方法建立了焊接机器人的动力学模型,并基于此原理进行了ADMAS仿真,获得了焊接机器人在运行过程中速度加速度和关节力矩等参数,研究了这些参数的变化特性和影响关系。研究表明：机械臂大小臂关节受力总体变化平稳,但是在启动和停止时关节力矩产生较大跳变,这对控制精度产生极大影响。进一步,以机械臂动力学特性研究为基础,详细研究了与之相结合的非线性PID控制方法,并在MATLAB中进行了模拟仿真,与传统PID参数相比控制精度有了较大的提高。最后,基于以上原理设计了一套运动控制卡加伺服电机的控制系统,编制了一套与此平台相适应的控制软件,并进行了样机制作和控制系统试制。