18世纪欧洲工业革命兴起后，由于钢铁冶炼技术的发展，钢产量和质量不断提高和改善，钢结构在欧美的应用增长很快，陆续出现了采用钢结构的工业和民用建筑物，目前，钢结构建筑面积已占到总建筑面积的40％以上。世界上许多发达国家都非常重视发展钢结构技术，以建造超高层的钢结构摩天大厦及造型优美、功能完善的大跨度公用建筑和高度高、跨度大的钢结构工业厂房，来显示其经济实力和现代化的建筑技术水平。可以说，钢结构建筑的发展水平是衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志之一。

钢结构与其他传统的砖混结构、钢筋混凝土结构和木结构等相比，具有：①材料强度高，结构自重轻；②钢材塑性和韧性好，结构安全可靠度高；③加工、制作简单，施工方便，工业化程度高，综合经济效果好；④钢结构是绿色环保结构，符合国家可持续发展战略等优点。箱型钢结构作为应用最为广泛的钢结构形式之一，与一般钢结构相比，具有节省材料、力学性能优越、易于实现机械化加工等优势。箱型钢结构也已在多个综合楼工程中得到使用，上海北大青鸟企业大厦因采用了优质的箱型钢技术得到了钢结构协会评定的钢结构金奖。

箱型钢结构的应用需要经过车间制造和现场安装两个环节，无论在哪个环节，焊接都是箱型钢连接极为重要的技术。焊接是制造业中最重要的工艺技术之一，它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子行业中的应用越来越广泛。

在车间制造环节，焊接过程自动化程度较高，焊接工艺比较成熟，可以保证钢结构的制造精度和质量。但是在现场安装环节，由于现场的复杂性、环境条件的恶劣性，箱型钢结构的焊接目前还是以手工焊接为主，虽然手工焊接具有灵活度高、成本低、设备简单等优点，但同时也有着不容忽视的缺点：对操作工人要求高，受环境因素以及不确定因素的影响较大等。

随着工业技术的不断发展，工程中大型焊接结构的应用与日俱增，大量的焊接作业必须在安装现场进行，如大型舰船舱体、船体甲板、箱型柱梁等。目前，在国内外的焊接领域中，应用最为广泛的是工业机器人，但是因为其活动范围局限性以及对不规则焊缝适应性较差，所以大型焊接和室外焊接还是采用传统的人工焊接。因此，箱型钢结构的现场焊接质量一般不如车间自动化焊接的焊接质量稳定，从而必须采取有效措施加以保障。并且，施工焊接工人悬挂在高空进行焊接作业也对他们的人身安全产生极大威胁。

现场焊接机器人一般具有机构简单、适应性强、能够在非结构环境下进行焊接作业等特点，还能稳定和提高焊接的质量，保证其均一性；减轻工人的劳动强度改善工人的劳动条件；提高生产率，降低成本。此外，焊接机器人的应用，还降低了工人对焊接技术的要求，工人只需对焊接参数进行调整，机器人便可按照指示要求进行工作。

为了满足大型焊接结构的安装现场自动化焊接作业需要，提高焊接作业的自动化水平，提高焊接效率和成型质量，国内外对现场焊接机器人进行了大量研究开发和实际应用，包括采用刚性和柔性轨道。日、韩等国对于现场焊接机器人的研究相对较早，现在已有产品应用于实际工程之中；相比较而言，国内对于现场焊接机器人的研究相对较晚，但近年来也逐渐开展了对于此方面的研究工作，并获得了一定应用。

现场轨道式焊接机器人分为采用刚性导轨和采用柔性导轨2类。

所谓刚性导轨焊接机器人，就是在待焊工件周围安装刚性导轨，轨道的本体刚度较大、不易变形，小车搭载焊枪在导轨上移动，对待焊焊缝进行焊接。相对较为成熟的是管道全位置自动焊接设备，已有美国CRC、德国VIETZ、荷兰的VERAWELD等多家公司生产相关产品。国家体育中心(鸟巢)主体工程的矩形立柱由厚壁板大型箱型钢构成，需要多层多道焊，北京石油化工学院研发了一款刚性直轨道式焊接机器人，用于鸟巢的钢结构焊接。该机器人使用铝制轻型刚性导轨，焊接小车和轨道采用齿轮齿条传动，可以保证行走机构在各种空间位置的平稳运行。刚性轨道定位准确、装卡后变形小，可以确保焊接机器人行走平稳，但重量较大、装拆不方便。

但是，由于刚性导轨机器人对待焊工件的形状要求高，通常为圆形管道或平面，难以满足钢结构形状复杂多样的需求，因此，便可采用柔性轨道焊接机器人。柔性轨道可采用特殊钢制成，由磁座吸附在工件外表面或内表面，可与工件表面的曲率保持一致，其柔性好，装卸方便，重量较轻。北京石油化工科学院在刚性轨道的基础上开发出柔性轨道机器人，大大减少了轨道对焊接机器人应用的限制。采用柔性轨道使用可消磁的磁力座固定轨道，方便安装拆卸，轨道长度可以任意定制，机器人传动采用摩擦方法，运行平稳，可以适应不同曲率的变化，优于齿轮齿条传动的焊接机器人。