焊接與其它工業(yè)加工過程不一樣，比如，電弧焊過程中，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻產(chǎn)生變形，焊縫的軌跡會因此而發(fā)生變化。手工焊時有經(jīng)驗的焊工可以根據(jù)眼睛所觀察到的實際焊縫位置適時地調(diào)整焊槍的位置、姿態(tài)和行走的速度，以適應(yīng)焊縫軌跡的變化。然而機器人要適應(yīng)這種變化，必須首先像人一樣要“看”到這種變化，然后采取相應(yīng)的措施調(diào)整焊槍的位置和狀態(tài)，實現(xiàn)對焊縫的實時跟蹤。由于電弧焊接過程中有強烈弧光、電弧噪音、煙塵、熔滴過渡不穩(wěn)定引起的焊絲短路、大電流強磁場等復(fù)雜的環(huán)境因素的存在，機器人要檢測和識別焊縫所需要的信號特征的提取并不像工業(yè)制造中其它加工過程的檢測那么容易，因此，焊接機器人的應(yīng)用并不是一開始就用于電弧焊過程的。

傳統(tǒng)焊接加工一方面要求焊工要有熟練的操作技能、豐富的實踐經(jīng)驗、穩(wěn)定的焊接水平；另一方面，焊接又是一種勞動條件差、煙塵多、熱輻射大、危險性高的工作。工業(yè)機器人的出現(xiàn)使人們自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，減輕焊工的勞動強度，同時也可以保證焊接質(zhì)量和提高焊接效率。

實際上，工業(yè)機器人在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用最早是從汽車裝配生產(chǎn)線上的電阻點焊開始的。原因在于電阻點焊的過程相對比較簡單，控制方便，且不需要焊縫軌跡跟蹤，對機器人的精度和重復(fù)精度的控制要求比較低。。點焊機器人在汽車裝配生產(chǎn)線上的大量應(yīng)用大大提高了汽車裝配焊接的生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量，同時又具有柔性焊接的特點，即只要改變程序，就可在同一條生產(chǎn)線上對不同的車型進(jìn)行裝配焊接。

工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有直角坐標(biāo)式、柱面坐標(biāo)式、球面坐標(biāo)式、多關(guān)節(jié)坐標(biāo)式、伸縮式、爬行式等等，根據(jù)不同的用途還在不斷發(fā)展之中。焊接機器人根據(jù)不同的應(yīng)用場合可采取不同的結(jié)構(gòu)形式，但目前用得最多的是模仿人的手臂功能的多關(guān)節(jié)式的機器人，這是因為多關(guān)節(jié)式機器人的手臂靈活性最大，可以使焊槍的空間位置和姿態(tài)調(diào)至任意狀態(tài)，以滿足焊接需要。理論上講，機器人的關(guān)節(jié)愈多，自由度也愈多，關(guān)節(jié)冗余度愈大，靈活性愈好；但同時也給機器人逆運動學(xué)的坐標(biāo)變換和各關(guān)節(jié)位置的控制帶來復(fù)雜性。因為焊接過程中往往需要把以空間直角坐標(biāo)表示的工件上的焊縫位置轉(zhuǎn)換為焊槍端部的空間位置和姿態(tài)，再通過機器人逆運動學(xué)計算轉(zhuǎn)換為對機器人每個關(guān)節(jié)角度位置的控制，而這一變換過程的解往往不是唯一的，冗余度愈大，解愈多。如何選取最合適的解對機器人焊接過程中運動的平穩(wěn)性很重要。不同的機器人控制系統(tǒng)對這一問題的處理方式不盡相同。

一般來講，具有6個關(guān)節(jié)的機器人基本上能滿足焊槍的位置和空間姿態(tài)的控制要求，其中3個自由度(XYZ)用于控制焊槍端部的空間位置，另外3個自由度(ABC)用于控制焊槍的空間姿態(tài)。因此，目前的焊接機器人多數(shù)為6關(guān)節(jié)式的。

對于有些焊接場合，工件由于過大或空間幾何形狀過于復(fù)雜，使焊接機器人的焊槍無法到達(dá)指定的焊縫位置或焊槍姿態(tài)，這時必須通過增加1～3個外部軸的辦法增加機器人的自由度。通常有兩種做法：一是把機器人裝于可以移動的軌道小車或龍門架上，擴(kuò)大機器人本身的作業(yè)空間；二是讓工件移動或轉(zhuǎn)動，使工件上的焊接部位進(jìn)入機器人的作業(yè)空間。也有的同時采用上述兩種辦法，讓工件的焊接部位和機器人都處于最佳焊接位置。

由于機器人控制速度和精度的提高，尤其是電弧傳感器的開發(fā)并在機器人焊接中得到應(yīng)用，使機器人電弧焊的焊縫軌跡跟蹤和控制問題在一定程度上得到很好解決，機器人焊接在汽車制造中的應(yīng)用從原來比較單一的汽車裝配點焊很快發(fā)展為汽車零部件和裝配過程中的電弧焊。機器人電弧焊的最大的特點是柔性，即可通過編程隨時改變焊接軌跡和焊接順序，因此最適用于被焊工件品種變化大、焊縫短而多、形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。這正好又符合汽車制造的特點。尤其是現(xiàn)代社會汽車款式的更新速度非常快，采用機器人裝備的汽車生產(chǎn)線能夠很好地適應(yīng)這種變化。

    另外，機器人電弧焊不僅用于汽車制造業(yè)，更可以用于涉及電弧焊的其它制造業(yè)，如造船、機車車輛、鍋爐、重型機械等等。因此，機器人電弧焊的應(yīng)用范圍日趨廣泛，在數(shù)量上大有超過機器人點焊之勢。