柔性制造技术和柔性制造系统在汽车行业的应用广泛且技术相对成熟,而智能制造方面的人才奇缺,且仅有极少基于柔性制造技术和系统在智能制造教学及实训中的应用研究的相关研究,为了将理论教学及实训相结合,实现更好的教学效果,为实现中国智能制造2025培养一批具备专业特长的人才队伍,本文基于柔性制造基础理论以及工业机器人技术应用需求,并结合某学校2C1R柔性制造单元项目,开发设计基于2C1R柔性制造单元的实训室,具有较高的理论意义和实践价值。对研究涉及的相关概念如柔性、柔性制造以及工业机器人等进行界定,并在此基础上,分析了柔性制造的基础理论,包括柔性制造与制造柔性之间的联系与区别、柔性制造的技术要求以及柔性制造的分类和柔性制造单元的优点,重点分析了2C1R柔性制造单元加工零件的种类、结构特点以及工艺路线,同时针对典型零件加工的2C1R柔性制造单元进行了整体规划与布局设计。然后重点阐述了2C1R柔性制造单元的设备选型、夹具以及辅助设备的设计过程。其中,对ODG-V6高速加工中心、CK40卧式数控车床以及ODG-JLRB20六轴工业机器人的结构及技术参数进行了详细的分析及设计,简要分析了2C1R柔性制造单元的故障诊断方法。此外,基于ASP.NET语言及Webservice数据传输技术,分析了2C1R柔性制造单元的技术实现方法,并在基础上,重点分析了2C1R柔性制造单元的通信及控制设计方法。为了验证设计的2C1R柔性制造单元是否满足实际加工的质量与节拍的要求,通过对企业产品手机外壳和法兰盘典型零件的实际加工验证。结论为2C1R柔性制造单元经过加工实际的产品,不断运行与调试,完全能满足加工的质量和节拍的要求,并稳定可靠。同时对2C1R柔性制造单元拓展领域工作站的应用规划设计,具体包括了焊接、打磨、码垛、喷涂、分拣以及拆装六大功能应用场景。此外,本章通过进行了一个柔性制造系统加工的实验,分别对调度层、机床以及直角坐标机械手的运行状况进行了检测,实验证明,该柔性制造系统具备较好的可靠性,可以稳定地完成加工任务。