随着机器人焊接领域智能化程度的不断提高,在面对复杂空间相贯线曲线全位置焊接时,由于焊接机器人运动惯量较大以及焊接空间的局限性,致使机械臂与焊件之间容易发生碰撞,需对焊接机器人进行合理的轨迹规划避免发生碰撞,并通过运动学仿真对轨迹规划的合理性进行验证。首先从相贯线焊接模型入手,建立斜交偏置相贯线数学模型,分析了焊接过程中焊枪姿态模型。对IRB1600焊接机器人运动学进行研究,基于改进D-H法建立机器人的连杆坐标系,对机器人的正、逆运动学方程进行详细求解,同时分析了机器人的工作空间。通过联立焊接系统各个坐标系之间的转换方程,得到机器人末端坐标系相对基坐标的变换矩阵。其次,针对焊接机器人对相贯线难以一次性完成无碰撞焊接的问题,本文对焊接起始点的选择进行分析,从而对全位置相贯线焊接机器人进行无碰撞轨迹规划。为了完成无碰撞连续焊接,通过建立焊接起始点目标函数,基于制约函数法完成焊接起始点的选取。在焊接起始点选定的基础上,通过调节焊枪姿态实现机器人无碰撞焊接,对焊枪各个姿态下的机器人关节运动进行优化,以各关节运动量最小为优化目标,将机器人避免奇异位形和保证运动平稳性作为约束条件,利用病毒进化遗传算法对关节运动进行优化,求解出最优的关节运动轨迹。通过仿真对比分析,优化后的关节轨迹运动更加平稳并且减少了无效运动。最后,对优化后的关节轨迹进行运动仿真验证。基于ADAMS搭建全位置相贯线焊接系统,将优化后的关节轨迹作为机器人驱动进行相贯线全位置焊接,实验表明机器人能够实现无碰撞连续焊接,并且保证焊枪稳定运行,符合预期的运动规划目标,从而验证了全位置相贯线焊接机器人轨迹规划的可靠性和合理性。