现代制造业技术的进步,促进了冲压生产向高速化、自动化和智能化方向的发展。传统的冲压生产多采用专机操作和人工上下料,而这种生产方式已不能满足日益快速发展的工业要求。如今,在冲压生产中引进自动化生产单元和建立柔性自动化生产线,不仅可以实现冲压设备的高效、高速化,还可以提高产品加工的质量和精度,同时也开辟了冲压生产技术的一个重要发展方向。冲床机械手是在自动化设备的基础上,专门为实现冲压自动化无人生产而研发的智能设备,它能够间接或直接地代替人工在相关冲压工位上进行物料的取放、搬运和冲压上下料等工作,从而极大地提高生产效率和质量。本文结合钣金机箱冲压工艺和压力机工作特性,完成了对整个系统的前期需求分析,确定了机械手的总体设计方案和技术参数需求。根据总体设计要求,对各种机械系统的驱动和传动方案进行对比选优,从而完成了机械手各自由度结构的机构设计,并应用SolidWorks软件建立机械手的三维模型,对伺服电机、滚珠丝杠、同步带和吸盘端拾器等机械手关键部件进行了选型和计算。通过对机器人学基础理论的分析与研究,利用D-H法建立本机械手连杆坐标系,对本机械手的正逆运动学方程进行了计算和研究,然后应用MATLAB软件对机械手进行正逆运动学验算和点到点运动轨迹的规划,从相关仿真曲线和运行计算结果中,证明了本机械手动作的稳定性。最后设计了冲床机械手的控制系统。以三菱Q系列PLC作为核心控制器,交流伺服电机作为机械手的驱动部件,加入QD75MH4定位模块,通过SSCNET通讯总线连接伺服驱动器组装成闭环伺服控制系统,并设计了控制系统原理图和电气接线图。另外,结合机械手的工作流程和控制要求,分配了系统输入输出端口。用GX Works2软件编写相应的PLC程序,通过调试和运行程序,机械手能够达到较高的速度和位置精度。应用DOPSoft软件编写和组态人机界面,通过模拟和调试,完成了对机械手的监控和通信。