本文主要设计了一款基于开放式数控系统的焊接机床,能够焊接狭窄的阀体内的焊缝。它以工业PC为平台,具有良好的基于VC的人机操作界面。通过对焊接原理,焊接机床控制系统以及焊接过程工艺参数的研究,从而完善了这款基于工业PC的开放式数控焊接机床。首先,本文综合分析数控焊接技术的发展现状与趋势。其次,根据焊接项目的生产工艺要求,分析了本数控焊接机床的工作原理以及系统的硬件构成结构,并针对传统焊枪的弊端对焊枪结构进行了改进设计,从而更加灵活方便地焊接狭窄阀体内的焊缝。然后采用了“PC+运动控制卡”的控制系统,基于分层设计和模块化设计的理念设计了软件部分,能够对空间曲线进行示教；并实现了平台中数控系统的G,M代码自动运行；提出了基于引弧与收弧的时间控制策略优化焊缝接头质量的方法和一种对空间任意曲线基于判别并自动组合直线与圆弧插补的算法。最后,研究了C02气体保护焊焊接过程中工艺参数(如焊接电流,电弧电压,焊接速度,焊枪角度等)对焊缝形状的影响,根据焊接过程中焊缝熔池表面形状与焊缝余高理论推导公式,探讨了焊缝熔深的数学模型,并通过该模型来描述并预测焊缝形状。经实验验证,所开发的该套数控焊接机床能够满足焊接生产的工艺要求,并能够对焊缝的成形进行预测和控制,极大的提高了生产效率与焊缝的质量。