近年来,珠三角地区企业出现了招工难、用工荒、用人成本上升现象,迫于企业竞争压力需求,越来越多的企业引进自动化设备改造生产线使企业生产转型升级。在传统冲压机械加工生产中,以人工操作冲床为主,工作效率低,工伤事故频发。本文基于代替人工劳动、提高生产率为主要目的研发一种辅助压力机快速上下料的自动化机械手的控制系统,以满足实际生产需求。本文首先介绍了国内外工业机械手的研究现状及未来发展趋势,确定了研究的内容和目的。分析冲压机床的工作特点和定子硅钢片的生产工艺过程,确定机械手的总体结构。其次,结合生产需求,分析机械手的动作流程,确定机械手控制系统的硬件配置方案,整个控制系统由西门子S7-200系列控制器、伺服电机、气压驱动系统、传感器、触摸屏作为人机交互和其它的电子元件组成。对上料系统与模具的配合进行精度需求分析,计算物料运送平台所需要的定位精度,确定能满足精度要求的定位控制方式,并测量物料运送平台的综合定位精度使其达到控制要求。再次,设计电气控制回路系统,完成强电部分和弱电部分线路连接,设计外部信号与控制器、伺服驱动器与控制器相关配置和接线,初步计算和配置执行部件的运动参数,制定自动控制流程方案的和编写软件控制程序,该部分使得系统能够按照控制要求以手动、半自动、自动和校模多种方式进行工作,设计人机交互界面对机械手进行操作控制和运行状态进行实时监控。最后,对伺服系统的PID控制参数的优化进行研究,该部分剖析了伺服电机系统的工作状态,推导出永磁同步电机的状态方程,构建伺服闭环控制系统的数学模型,确定其动态结构原理图,分别采用稳定边界法则和粒子群算法对伺服系统的控制参数进行优化分析,并在MATLAB/Simulink环境下进行建模仿真,得出基于粒子群算法整定的伺服控制参数能够更好地满足系统的快速性、准确性和稳定性要求,使得上下料冲压机械手具有可靠的使用性能。在现场完成设备的安装后,对设备进行调试工作,确定最终的运动控制参数,经过多次的反复运行表明,本冲压机械手工作良好、运行稳定,完全能胜任辅助压力机的自动上下料工作,各项指标均达到要求。