随着制造技术的高速发展,传统的手工焊接已经跟不上时代的脚步,焊接自动化已然成为焊接生产的必然趋势,而自动化焊接的最终目的便是实现对空间复杂焊缝曲线的高效、高质量自动焊接。本文研究并设计了一套针对空间复杂曲线焊缝焊接过程的轨迹规划与控制算法,包括对焊缝曲线的数学重构,数控焊床的插补算法以及焊枪姿态控制三大部分,并在论文的最后对焊接的热循环过程进行了仿真分析。本文中焊缝重构基于离线编程的方法,利用可过控制点的B样条曲线对给定的焊缝型值点进行插值,形成了一条插值焊缝曲线,并对实际焊缝与插值焊缝之间的误差进行了分析,证明了该算法的可行性。插补算法是实现焊接轨迹规划的基础,针对本文中焊床特有的运动模式进行了研究,在此基础上提出了一种误差可控的螺旋线插补算法,并对焊缝的具体插补过程做了详细的说明。焊枪姿态控制是自动化焊接技术的重要组成部分,本文首先对焊缝姿态模型进行了计算,在此基础上通过三次旋转和平移变换求得了焊枪的姿态模型,最后针对焊枪通过大曲率焊缝曲线时的速度波动现象进行了研究并给出了姿态模型的优化方法。焊接热循环过程中的峰值温度是影响焊接质量的一个重要因素,本文利用Ansys软件对焊接过程进行了仿真分析,研究了焊接速度,焊缝形状等参数对焊接峰值温度的影响,在此基础上给出了焊接速度与焊接峰值温度的拟合关系式,为实际焊接过程中的温度控制提供了理论指导。