结合核电压力容器焊接结构中的半球与多个圆管相贯焊缝自动焊接问题提炼出球面与圆管相贯焊缝机器人焊接的一般科学问题进行基础理论研究。通过研究，建立通用的球面与圆管相贯焊缝轨迹数学模型；结合球面与圆管相贯焊缝焊接机器人模型，建立球面与圆管相贯焊缝机器人焊接模拟仿真系统；结合典型焊缝焊接的工艺实验研究，提出马蹄窝焊缝焊接工艺选择的基本原则；结合焊接工艺参数选择原则，应用机器人逆运动学的研究方法，建立焊接机器人的运动模型，通过逆向运动学的求解，得到球面与圆管相贯焊缝焊接机器人的运动规律，提出球面与圆管相贯焊缝机器人焊接规划的规则并提出专用机器人多轴协同控制策略与规则。
