本文使用“AutoCAD 和OpenGL”相结合的方法，针对Motoman－UP20 弧焊机器人、移动导轨和变位机组成的九自由度机器人系统进行协调运动仿真。在AutoCAD中进行单实体的三维建模，把单实体的三维模型保存为3DS格式；通过程序接口将3DS文件读入OpenGL，在OpenGL里面进行三维模型的组合和渲染，最后得到逼真的机器人系统的三维模型。根据D-H 法和机构坐标系统的变换原理，建立了基于Motoman－UP20 弧焊型机器人、导轨和变位机组成的机器人系统的运动学方程。 在运动学问题上，首先把导轨作为机器人的一个附加自由度建立机器人的杆件坐标系；根据机器人关节参数和关节变量建立齐次变换矩阵；根据机器人机构运动连续性要求，采用分解法方法对7 自由度的弧焊机器人和变位机的运动学方程进行逆解运算。在运动仿真问题上，首先对导轨、变位机和机器人组成的9 自由度机器人系统协调运动分析，在得到机器人和变位机的逆解的情况下，通过使用OpenGL的双缓存技术，可在屏幕上得到平滑的机器人系统的运动画面。 本文对典型焊缝(包括直线焊缝、平面圆弧焊缝、空间一般曲线焊缝)的焊接过程进行了模拟仿真，取得了很好的结果，为弧焊机器人、导轨和变位机组成的9自由度的机器人系统离线编程的进一步研究打下了良好的基础。