环缝焊接是管道铺设过程中的一个重要工序，焊接质量关系着管道使用的可靠性和运行的安全性。现在国内使用的大部分自动化管道焊接设备被欧美等发达国家垄断。在这样的背景下，本文将机器人技术应用于管道环缝焊接领域，研究了一种圆形管道焊接机器人。论文以圆形管道焊接机器人为研究对象，采用机器人技术、人工神经网络理论、计算机仿真技术及虚拟现实技术，对圆形管道焊接机器人若干相关技术进行了深入细致的分析和研究。本文在研究了国内外众多工业机器人的基础上，根据圆形管道焊接的工艺要求确定了机器人的尺寸参数、设计了机器人的整体方案和具体的机械结构，机器人为五个自由度关节型串连机器人，采用一个移动关节和四个转动关节；关节处采用RV减速器及谐波减速器来增加速比，从而以小的机构获得大的减速比，各个关节由交流伺服电机驱动。采用Pro/E软件建立了圆形管道焊接机器人的三维模型，完成了RV减速器、谐波减速器及驱动电机型号的选择。论文对圆形管道焊接机器人进行了运动学研究，推导出了机器人的运动学方程及运动学正解公式；利用人工神经网络理论解决了机器人运动学逆解问题。对圆形管道焊接机器人进行了运动学避障研究，得到了避障轨迹；并利用ADAMS软件对圆形管道焊接机器人进行了运动学仿真，仿真结果显示本文设计的圆形管道焊接机器人达到了设计要求。