随着工业政策的宣贯普及以及科学技术的快速发展,制造业的转型升级受到广泛的重视。对于许多中小企业来说,自动化生产水平的提高是产业数字化、网络化、智能化转型升级的基础。冲压作业是生产过程中一道关键的工序,然而许多小型车间还采用人工方式完成上下料工作。冲压生产线环境恶劣,工人劳动强度大,生产效率低。因此,实现上下料的自动化对冲压工序来说尤为重要。为实现这一目标,对自动上下料机械手进行了研究与设计,它能代替人工完成上下料工作,大大提高了车间的无人化水平和生产效率。本文在对国内外机械手技术发展现状分析的基础上,针对某企业冲压生产线的实际需求,设计了一套自动上下料的机械手控制系统。系统由直角坐标式机械臂组装而成,采取天平式结构与电磁吸盘上下料方案,控制单元使用三菱FX3U-24MT PLC,控制步进电机完成动力输出。设计过程中,首先根据冲床的布局和工作参数,设计出机械后整体的结构方案。然后使用SolidWorks完成三维建模,并借助ANSYS Workbench里的Shape Optimization模块对端拾器结构进行了形状优化设计。随后使用ANSYS Workbench对端拾器结构进行静力学仿真分析。在完成系统硬件计算选型后,对机械手动作与控制流程进行分析,使用GX Works2完成PLC程序编写。最后,对整个系统进行样机实验测试,在100组上下料测试中,系统正常启动100组,物料成功转移100组,物料正确检测96组。对系统样机的测试情况分析后可知:未能正确检测的物料组主要是由于外界环境或其它与系统无关的原因造成的,因此系统本身具有较高稳定性。本文设计的自动上下料机械手采用天平结构,一次能转移两个物料,具有效率高、占地面积小、性价比高、拓展性强等特点,非常适合冲压生产线的自动化升级。不过,在精确度、控制优化和完全无人化等方面,系统依然存在改进空间。总的来说,对于中小企业的转型升级,该系统具有一定的理论价值与实际参考价值。