目前,随着科学技术的不断发展,机器人技术也在不断进步,工业制造对焊接机器人的需求也与日俱增。但是我国焊接机器人的平均使用密度与世界发达国家相比还存在很大的差距,其主要原因在于焊接机器人的适应性和易用性。为降低焊接机器人的使用难度、提高焊接机器人的易用性和适应性,自主研发集机器人上位机、示教器、运动控制器和数字焊机于一体的弧焊机器人控制系统。因此本文从提高弧焊机器人适应性和易用性方面出发,对自主弧焊机器人控制系统和摆弧焊接轨迹进行研究,主要有弧焊机器人硬件系统组成、上位机软件系统总体设计以及焊接摆弧轨迹算法研究。首先介绍了弧焊机器人硬件系统组成并搭建了弧焊机器人硬件系统平台,其硬件系统主要包括机器人本体、上位机、示教器、运动控制器、电气控制柜、数字焊机、送丝机、焊枪、变位机和地轨等。其次针对弧焊机器人控制系统的结构和功能需求,提高弧焊机器人的适应性和易用性,对弧焊机器人上位机软件系统进行总体设计。分别从上位机人机界面、上位机应用程序数据处理、上位机与示教器通信、上位机与数字焊机通信、上位机与绝对值编码器通信、焊接工艺包这六大方面对上位机软件系统总体设计进行详细阐述。然后为提高弧焊机器人焊接精度,对弧焊机器人末端焊枪采用六点标定法进行标定确定焊枪相对于机器人末端法兰的位姿关系。为提高焊接质量减少焊接道次,采用空间矢量插补法对空间直线和空间圆弧进行8字型摆弧轨迹生成算法研究。为提高焊接的适应性和丰富性,对弧焊机器人其他各种摆弧轨迹算法进行研究。为解决焊接摆弧轨迹运行的实际速度不恒等于给定的机器人末端速度,对弧焊机器人摆弧轨迹进行速度规划,提出了优化的扩展线位移方法。最后为验证自主弧焊机器人控制系统功能和摆弧轨迹算法的有效性,在自主弧焊机器人控制系统平台上进行实验。通过机器人末端焊枪标定实验确定焊枪与机器人末端法兰的实际位姿关系;通过摆弧轨迹绘制实验和焊接实验验证各种摆弧轨迹算法的有效性;通过自主弧焊机器人控制系统观测的弧焊机器人摆弧运动时各个关节运动数据验证摆弧轨迹末端线速度规划算法的有效性。