自动焊接伺服控制技术是制约我国焊接设备自动化水平提高的瓶颈性因素。本研究课题针对目前国内焊接设备存在的自动化程度相对较低，焊接质量差，以及相关技术研究较少的现状，对复杂相贯线接缝的自动焊接伺服控制技术进行了研究。论文首先以实现复杂相贯线接缝焊接为目的，研制开发了一台五轴联动的自动焊接机床，重点设计制造了焊枪姿态控制机构和机床的自动装夹系统，并确立了“PC机+通用数字I／O卡+步进电机”的经济型数控体系结构，实现了由上位机对五自由度焊接运动机构的开环控制。此外，本文还基于焊接现场的强干扰特性，就可能存在的干扰源从硬件和软件两方面着手，采取了相应的抗干扰措施。基于上述硬件平台，文中以相交双管为例，建立了相贯线焊缝以及焊枪姿态的数学模型，并在此基础上以焊接精度为约束条件，推导出了相应的可控步长实时插补控制算法，完成对相贯线焊缝的粗插补运算。此后将粗插补所获得的五轴位移量分别转换成单轴步进电机的脉冲控制序列并对其进行合并，将综合时间控制数组中的数据以表格形式通过I／O卡发送至驱动器中驱动执行部件运转，从而完成对相贯线焊缝的精插补。最后利用MATLAB工具软件对经过粗、精两级插补后的焊枪运动轨迹进行仿真，验证了本文所设计的插补算法的正确性。此后，以Windows XP为开发平台，在Delphi 7.0环境下设计开发了一套较为友好的自动焊接加工系统人机界面，该系统可对焊接数据进行自动处理，并采用OpenGL技术对焊接过程进行了全程的动态仿真，有效避免了错误焊接的发生。最后，对所设计开环数控系统可能存在的误差以及系统精度进行了分析、改善，并对自动焊接机床设备进行整体调试，完成了初步的试验分析。本文所设计的自动焊接机床结构简单，数控系统经济、可靠，成本低，维修方便，且系统界面友好、操作简单，基本了完成预定功能，为进一步的自动焊接技术试验以及高水平自动焊接设备的开发提供了一定的理论基础。