伴随着中国制造2025重要战略布局以及工业4.0的高新科技发展大潮,工业机器人作为高端智能化装备的重要组成部分,其发展和研究的进程再次被提到新的重要位置。机器人技术是多门类多学科的重要集合体,机器人的发展水平从一定程度上反映了一个国家制造业的发展状况。本文主要设计研究自动化生产线中的搬运工位——直角坐标搬运机器人,在了解其运动工作方式和参数要求的基础上,计算选择机械结构,并对控制系统进行硬件设计和软件开发,最后运用ANSYS Workbench和ADAMS对设计和计算的结果进行验证分析,为直角坐标搬运机器人应用系统的研究提供解决方案。根据直角坐标搬运机器人的工作要求选择运动结构,并根据设计参数分别对机器人各轴进行运动方式的设计选择,并计算选择合适的驱动单元伺服电机和减速器。根据工件的抓取方式以及机器人的运动特点,选择机器人的末端工作装置。最后根据各零部件尺寸建立直角坐标搬运机器人三维模型。分析自动化设备控制系统的特点,选择满足机器人运动特点和工作要求的控制系统组件。设计控制系统的硬件结构,并对各结构单元特点进行分析研究。最后对运动控制原理进行研究,得出本文的最佳控制方式为带有速度前馈的全闭环位置控制系统。根据机器人所要实现的总体功能,使用程序开发软件VB来设计更为方便简洁的机器人控制系统的人机交互界面;为实现机器人工作运动要求,对人工交互界面的功能进行完善,结合运动控制卡的运动函数库对机器人的运动控制程序进行编写设计。最后对机器人方案进行验证,对其结构和动态特性分析以及运动学仿真可以有效的避免失误,提高工作效率。首先对机器人进行有限元分析,然后对机器人工作的运动过程进行仿真分析,分析机器人在工作过程中运动状态和运动参数变化以及机器人末端轨迹运行情况,验证是否满足设计要求。