随着机电一体化技术的不断完善，机器人技术已经在航空宇航制造、汽车制造、核工业等诸多劳动条件差、污染大、强度大的领域得到了越来越广泛的应用。但是工业机器人受自身重量的限制，制约了在一些限制重量的场合下的应用。因此，在保证负载和机器人基本性能的前提下，减轻机器人本体重量，是工业机器人需要解决的一个重要问题。本文结合985学科建设，对6-DOF轻型机器人进行研究。 根据机器人工作载荷大、重量轻的设计要求，结合其工作任务，设计了6-DOF垂直关节式机器人机构。为保证机器人具有良好的运动精度和控制性能，机器人采用了交流伺服电机驱动、13位的绝对位置编码器以及RV、谐波减速器和同步带传动相结合的传动方式。并且，在机构设计中，充分利用了RV减速器的结构特点来简化机器人的结构，减轻机体重量。同时还合理的配置了重心以减少转动惯量。之后，利用Patran/Nastran有限元分析软件来对该轻型工业机器人进行了静态有限元分析，利用分析结果对一些主要构件进行了相应改进。为了得到更精确的结果，引入柔性体模型对末端点进行了振动仿真。从仿真的结果看，机构末端的振动幅度不大，可以从机构上保证搬运和粗装配作业的顺利完成。 在机械本体设计基础上，建立了D-H坐标系，并基于此建立了机构的运动学模型。采用几何法和D-H方法，对基于工具坐标系下的机器人逆运动学模型进行了求解，并利用三次多项式法对机器人末端轨迹规划问题进行了初步探讨。 最后，构建了机器人的控制系统，编制了相应的控制软件。在考虑人机交互、系统安全的前提下，完成了初始化、运动控制、状态检测等功能，并在运行中对机器人设计指标进行了验证。