当今工业机器人已在各行业得到了广泛应用,结构轻便、响应速度快的SCARA机器人在装配、分拣、包装等领域仍是有着不可替代的作用。目前,市面上已有很多成熟的SCARA机器人产品,但国产的SCARA机器人与国外产品相比,在机器人外观、内部线缆布局、工作可靠性等方面均存在不小差距。本课题拟对SCARA机器人国产化进行研究,设计一款外形小巧、成本低、性能良好的机器人,具体研究内容如下:首先,深入调研了国内外已有SCARA机器人产品,对比多种传动方案的优缺点确定适于本课题的最优传动方案,并确定机器人相关设计参数。通过机器人机械系统设计和控制系统设计两方面阐述机器人整机设计过程。结构设计上主要考虑巧妙布局零部件、线缆使得机器人外形小巧美观。通过ADAMS动力学仿真进行机器人电机和减速器的选型。控制系统采用PC+运动控制器的开放式控制架构,采用Visual C++编写控制软件,便于机器人的功能扩展和升级。其次,针对SCARA机器人样机在调试运行过程中末端出现的轻微抖振现象,考虑到刚度是影响机器人定位精度及动态性能的重要因素,通过研究机器人关节静刚度模型,得出机器人刚度与其雅可比矩阵及关节刚度有关,提出了一种通用性的基于刚度性能的机器人臂长优化方法。在机器人典型传动部件刚度计算的基础上,分析刚度矩阵的最小奇异值,将之作为评价机器人静刚度性能的指标。然后,为了衡量和评价机器人在整个工作空间中刚度性能的平均水平,提出了全域刚度性能指标,并以之作为目标函数对机器人臂杆长度进行优化。并以本课题设计的SCARA机器人为例,展示了本文提出的优化方法的应用及其效果。优化结果表明机器人臂长优化对提高机器人末端定位精度及动态性能具有重要意义。为了满足企业对于机器人方便快速选型的需要,解决市面上尚无统一的针对机器人负载校核的选型软件,本文运用牛顿-欧拉公式推导动力学方程,给出了适用于串联机器人的负载校核选型算法,并编写了简易可行的SCARA机器人选型软件。最后,为了展示本课题设计的SCARA机器人实际应用效果,将机器人运用于本实验室自主开发的小型自动化生产线上,进行视觉引导的分拣移动工件作业。作业结果展示了机器人分拣速度快、精度高,整体性能良好,能满足一定的使用要求,为机器人的产业化奠定基础。