工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感技术、人工智能等多学科先进技术于一体的现代化制造业重要的自动化装备。作为工业机器人中的典型代表,弧焊机器人对提高生产效率、提升产品质量和降低生产成本有着重要意义,因此发展控制精度高、柔性高的弧焊机器人有着重要的意义。本论文从弧焊机器人运动学研究出发,利用焊缝跟踪系统获得焊缝信息实时引导在虚拟示教系统中生成的示教程序下运动的弧焊机器人,实现实时精确跟踪焊缝。首先对本论文所使用的具有特殊结构的弧焊机器人进行运动学建模,分析后确认不存在解析解,采用几何分析方法,探索出一种求解机器人逆运动学的快速迭代法。利用MATLAB对机器人末端操作器执行直线轨迹任务的情况进行实验验证,证实该方法得到的逆解能够满足实际需要,为实现焊缝跟踪和虚拟示教系统提供理论支持。对激光扫描视觉传感器获得的焊缝图像信息进行处理,获得焊缝的中心位置,并将该信息传送给工控计算机机。工控计算机调用求解逆运动学功能模块,以焊缝的中心位置为输入量,求解出该位置对应的各关节变量值,并与当前的关节变量值进行比较产生运动控制量。上位机将运动控制量传送到伺服控制器,驱动机器人到达焊缝位置,实现实时跟踪焊缝的目的,提高焊接质量。介绍了示教编程器的功能设计及其软件整体结构。根据实际工作的机器人建立机器人模型,按照工作任务,通过示教编程器操作机器人模型,在示教系统中进行示教,并使用编程指令生成示教程序。通过焊缝跟踪系统获得的焊缝信息,可以修正机器人工作时的实际焊缝偏差,从而实现实时跟踪焊缝。最后对机器人控制系统进行实验与调试。消除电机对运动控制器的干扰,实现了PMAC与工控计算机的正确通信,并对电机进行PID调整,使其达到最佳控制性能。将本虚拟示教系统与实际机器人进行联机实验,能够实现示教系统中的机器人模型与实际机器人联动,达到控制要求。