工业机器人的大量应用,可以大幅度提高生产效率并节约人力成本,其中的关节型机器人因为工作范围较大、结构紧凑、作业灵活性高,受到很多用户的喜爱。而随着CNC技术的进步以及自动化生产线在制造业中的大规模应用,在机械制造行业中,工业机器人与机床以及其他辅助机构配合工作,可以实现工件的装卸、工位翻转等并在多工作台中进行工件的快速精确传递。本文在双头车床生产特定环境下,根据机床一体化上下料机器人功能要求和工作参数设计了机器人机械系统,建立运动学模型对上下料机器人进行运动学分析。从关节空间轨迹规划和笛卡尔空间轨迹规划两方面介绍了一些轨迹规划方法,以取料过程为研究对象,基于ADAMS构建了机械手虚拟样机,利用B样条曲线作为轨迹规划方法仿真了前三关节型值点间运动过程;以时间最优作为优化目标,选用遗传算法来优化机械手取料过程运行的时间,运动过程满足速度、加速度以及加加速度约束条件。利用计算机辅助技术建立了虚拟机床、刀具库,完成双头车床零件造型、加工工艺规划、NC代码生成和加工过程仿真,并对加工时间进行优化。最后建立了机器人——数控车床数控加工工作站,完成一体化集成设计。