在输油、输气等管道焊接过程中，经常遇到管与管垂直相交所形成的马鞍型曲线焊缝的情况。由于我国的焊接自动化水平不高，对于这类复杂的空间曲线焊缝，一般采用手工或半自动化焊接机进行焊接，焊接效果差、效率低。针对我国的焊接现状，本文对马鞍型曲线自动焊接控制技术进行了深入的研究，开发了基于数控原理的马鞍型曲线自动焊接控制系统。简要分析了马鞍型曲线自动焊接数控系统的特点，论述了研究马鞍型曲线自动焊接数控系统的意义；通过对自动化焊接设备的发展现状及数控技术在焊接领域发展趋势的分析，提出了利用现代数控技术对马鞍型曲线焊缝焊接的方案。研究了马鞍型曲线自动焊接数控系统的基本结构、控制参数及焊接工艺。由于马鞍型曲线是复杂的空间曲线，目前常用的插补算法不能适用于马鞍型曲线焊缝的自动焊接。通过对插补算法选择和设计原则的讨论，并且在研究了马鞍型曲线空间几何特性的基础上；提出了基于逐点比较和基于角度逼近的马鞍型曲线直接数控插补算法。本文对这两种直接插补算法进行了对比分析，并且选择了基于角度逼近的插补算法作为数控系统开发的曲线焊缝拟合算法。该算法不但具有较高的插补精度，而且在满足焊接速度的条件下，大大简化了软件编程系统的设计。焊接参数是影响焊接质量的关键，而对焊接参数的控制一直是一个难题。本文根据对焊接参数控制要求的分析，对马鞍型曲线焊缝的圆周空间进行了不均匀分段；提出了利用非均匀三次B样条插值算法实现对焊接参数控制的技术，解决了实时控制焊接参数的问题，实现了焊接参数的连续平滑控制。开发了基于工业控制计算机的马鞍型曲线自动焊接数控系统。首先，在讨论了开放式数控系统和马鞍型曲线焊缝特点及焊接要求的基础上，对马鞍型曲线自动焊接数控系统进行了开放性设计和功能设计。其次，对数控系统的硬件体系结构、软件体系结构进行了详细的设计。硬件系统主要是以工业控制机为开发平台，对伺服驱动接口和伺服电机系统进行了设计；而对软件体系结构，主要从软件编程思想、软件结构及软件实现三方面进行了阐述。该数控系统不仅可以完成马鞍型曲线焊缝的自动化焊接、自动焊接过程中手动调节、而且还实现了参数化自动编程、焊接过程的图形仿真等功能。