机器人本体结构是焊接机器人系统的基础,其性能直接影响机器人的工作范围、工作稳定性和可靠性。本文以自行研制的6自由度焊接机器人为研究对象,建立机器人的运动学方程,验证机器人的工作范围,在机器人的运动学模型的基础上,建立机器人末端位置的误差模型,并对误差补偿算法进行研究,通过仿真验证,证实了该算法的有效性。其次,运用ANSYS软件,建立机器人的有限元模态分析模型,分别对机器人的主要零件进行模态分析,通过查看零件的振型,研究各零件设计的合理性。采用组件模态合成方法(CMS)建立机器人装配体的有限元模态分析模型,求解整机的固有频率和振型,分析整机结构设计的合理性。通过对其主要零部件进行模态匹配分析,分析整机零件模态频率分布的合理性。再次,依据零件图,对机器人各零部件进行加工。针对焊接件和机加工件加工的特点,结合工厂实际生产条件,以小臂焊接件和小臂连杆切削加工件为例,进行生产工艺流程规划。运用蒙特卡洛模拟法进行装配尺寸链分析,并结合带轮装配尺寸链进行实例分析,校核零件加工精度设计合理性。在装配尺寸链分析的基础上,针对装配过程中不满足装配精度的情况,提出保证装配精度的方法,确保达到装配精度,并就机器人的实际,提出装配调试过程中,必须保证的技术要求。最后,采用东华测试系统,搭建机器人本体结构振动试验平台,测试机器人的固有频率,将试验结果与仿真结果对比,修正其有限元分析模型。研究大臂结构参数对其动静态性能的敏感度,并对大臂进行结构优化,分析优化后对整机动态性能的影响。