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针对机器人与变位机的协调运动，本文基于船形焊位置的协调运动约束条件，采用以变位机为主手，机器人为从手的协调运动控制策略，即先通过求解标签点处于船形焊约束条件下的变位机关节转角，再结合机器人与变位机的标定好的位置关系和变位机运动学变换关系得到标签点在机器人基坐标空间的位姿，依靠机器人逆运动学求解出对应的机器人各关节转角。
实验步骤
(1)根据工件的设计图纸或设计意图，在焊接工件特征建模系统中，建立工件的特征模型;
(2)将焊接工件的特征模型载入到导入到离线编程仿真工作单元中;
(3)在离线编程系统中，选择工件上的特征点进行用户坐标系的定义;
(4)在离线编程系统中，将变位机设备的旋转、倾斜轴作为机器人的外部扩展轴合并到机器人设备当中，同时定义外部轴的运动学属性;
(5)在离线编程系统中，对机器人与变位机的相对位置关系进行标定;
(6) 在机器人弧焊离线编程器中，利用自动编程等方法对工件进行编程，产生离线编程系统中的机器人变位机协调程序;
(7)利用机器人程序转化器，把离线编程系统中的机器人变位机协调程序转换为实际机器人变位机协调程序，在转化前选择已定义的用户坐标系作为程序的参考坐标系:
(8)设计实验确定变位机旋转、倾斜轴的关节脉冲数和关节角之间的关系，然后依据此关系将机器人外部轴转角转化为脉冲值;
(9)在实际工作单元中，装卡实验工件，按照第3步离线编程系统中定义用户坐标系的方式进行实际机器人的用户坐标系定义;
(10)将机器人变位机协调程序下载到机器人控制器中，进行实验。
对于带外部扩展轴的机器人运动编程，选择相应的运动指令后，基于本文的协调运动控制策略采用自动编程功能对整条焊缝的机器人、变位机运动进行编程，获得根据用户的输入机器人变位机进行的仿真运动，得到程序。
检验上述编程的仿真结果，没有碰撞、关节超限等发生，就可以将程序转换为实际机器人程序，转化仍然选择用户坐标系作为程序的参考坐标系。
在参考坐标系下，机器人的运动路径将被表示为相对坐标值形式(三个坐标值及三个姿态角的格式)，变位机的运动路径则被表示变位机的运动轴的输出脉冲数。转换行到的MotomanUP20机器人变位机协调程序。
然后对 程序中用到的用户坐标系进行定义，并且在定义用户坐标系时保证变位机不动。用户坐标系仍然起到对工件位置进行标定的作用。相比于单机器人系统，用户坐标系相对于机器人基坐标系是固定不变的，对于机器人变位机协调运动，用户坐标系相对于机器人基坐标系是随着变位机的运动而时刻改变的，所以要把机器人与变位机的相对位置关系标定准确。
按照离线编程系统中的工件的大概位置进行实际工件的装卡。首先要完成TCP工具中心点的标定，然后按照离线编程系统中定义用户坐标系特征点的位置关系对实际机器人的用户坐标系进行定义，并进行机器人与变位机相对位置关系的标定，然后执行协调运动程序，机器人变位机再现运动轨迹精度很高，基本上满足了工件进行焊接的要求。
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