焊接机器人是一个十分复杂的多输入多输出非线性系统，它具有时变、强耦合和非线性特性。在实际操作中，末端焊枪的位置往往会偏离理论位置，形成焊接误差，从而影响焊接质量，因此，研究焊接机器人的焊缝跟踪控制非常必要，它也是工业机器人控制的一个重要方面。本文针对UPR100弧焊机器人进行了焊缝跟踪控制策略研究，主要内容如下：首先，采用D-H方法建立机器人连杆坐标系，利用齐次变换矩阵建立机器人运动学方程，并基于正/逆运动学分析，在直角坐标空间内对弧焊机器人进行轨迹规划。其次，基于SimMechinics对UPR100弧焊机器人进行建模仿真，并把轨迹规划仿真数据与理论数据进行比较，验证了采用直角坐标空间进行轨迹规划的合理性以及正/逆运动学公式推导的正确性，为弧焊机器人动力学研究提供了理论基础。然后，基于拉格朗日方法建立弧焊机器人的动力学模型，利用Pro/E进行三维建模，求得各连杆质量、质心坐标和转动惯量等动力学参数。通过Matlab编程计算各连杆的主动驱动力矩与关节角度的函数关系，并通过仿真验证了动力学参数的正确性，为弧焊机器人焊缝跟踪控制研究奠定基础。最后，为了克服弧焊机器人模型中非线性、耦合、不确定性等因素对控制性能的影响，将PD控制、滑模变结构控制和前馈模糊PD控制等控制方法应用于弧焊机器人的焊缝跟踪控制，仿真结果表明效果良好。