伴随着科技的进步与生产力的发展,现代工业技术正在逐渐的改变传统的人工作业方式,转而寻找先进的工业机器人代替人工实现制造业整体的自动化。但工业机器人技术的应用也面临很多难题,不同的工业机器人需要根据现场环境的特点做出相应的改变。本课题针对坩埚搬运生产线设计了一种基于伺服控制的坩埚搬运机器人,属于直角坐标机器人的一种,该类型机器人具有成本低、精度高且稳定性好的优点,能满足现场搬运的空间环境要求,很好的替代了人工搬运,实现了现场搬运生产线的自动化要求。本文研究的主要内容如下:首先,针对车间的生产空间要求和石英坩埚的搬运需求,通过分析不同结构形式的搬运机器人,确定了坩埚搬运机器人的结构形式,对搬运机器人进行了整体结构和关键部件的设计,并建立了坩埚搬运机器人三维模型。通过Ansys软件完成了坩埚搬运机器人关键部件的静力校核以及坩埚搬运机器人在典型工况下的瞬态动力学分析,确保其结构具有足够的机械强度。其次,研究了坩埚搬运机器人的动态特性。使用有限元分析模块Simulation仿真平台对空载和满载状态下的系统进行模态分析,并提取系统前六阶固有振型以及固有频率,分析振型出现后对系统的影响,计算表明坩埚搬运机器人工作环境不会引起系统共振;在ADAMS多体动力学仿真平台上建立了坩埚搬运机器人的纯刚体模型以及刚柔耦合模型,采用三阶三角贝兹方程驱动函数对搬运机器人动作的平稳性和安全性进行了研究。对比结果表明,该形式的驱动函数可有效地减小系统启停时横梁的振动幅度,提升了坩埚拾取的准确性以及系统运动过程的平稳性。最后,设计了坩埚搬运机器人的伺服控制系统,进行了控制系统硬件和软件的设计,通过GX Works2编程软件编写了控制程序,并结合系统运行流程及操作习惯设计了人机交互界面,通过触摸屏及PLC联合使用,更为直观地对系统实现动态监控功能,提升了系统的可靠性及可操作性。本论文有图81幅,表12个,参考文献82篇。