近年来,随着自动化技术的不断发展,世界各国对于工业机器人的需求明显加快。焊接机器人作为工业机器人的重要组成部分,其能够代替人工在狭小空间进行作业,减少了焊接过程中存在的烟尘、辐射、高温和噪声对现场焊接人员的影响。焊接机器人可以通过输入的指令进行24小时不间断连续焊接作业,在保证焊接稳定性的同时提高了焊接效率,对于电子产品制造、机械加工制造、航空航天及船舶制造行业具有广泛的应用价值。本文针对当前大部分焊接机器人体积较大,不便于携带且吸附能力不够强的现状,设计出一种小型化磁吸附爬行焊接机器人,能够应用于更多场合,满足平焊、立焊、仰焊和横焊等多种焊接位置。机器人可通过左右两边独立的驱动机构进行差速控制,从而使爬行焊接机器人可以原地转向,能够满足狭小空间作业要求。首先,根据爬行焊接机器人国内外研究现状和小型化焊接机器人的技术要求,进行了传动机构、磁吸附机构和多位置焊枪调节机构方案设计的研究。根据所选择的方案进行各个机构零部件的选型和设计,对磁吸附机构磁吸力进行有限元仿真分析,研究了所设计的磁吸附单元的磁力大小和磁场分布情况。其次,针对焊接机器人直线路径和曲线路径,进行了机器人运动学研究,研究了机器人不同路径下的运动规律以及机器人实现自动化焊接的条件。基于虚拟样机分析软件,通过对接触力参数的设置以及相关驱动、约束的添加,进行了爬行焊接机器人焊枪调节机构、链传动系统和机器人不同工况下动力学的虚拟样机试验,结果表明所设计的焊接机器人可以进行物理样机的制造。最后,进行焊接机器人运动性能实验验证,机器人运动过程平稳,转向效果稳定,焊接机器人的设计达到了预先设定的技术要求,可以进行实际生产。