我国的重工业基础雄厚,产量丰富。轴承环作为轴承的重要组成构件,目前主要以人工生产加工工艺来完成轴承环坯制坯、成型及冲孔工序中的取料和放料,同时,生产车间环境恶劣、复杂,生产设备比较落后,工人劳动强度大,危险系数高。为提高轴承环锻压生产效率,实现绿色锻压,设计了轴承环锻压操作机器人。本文首先分析了轴承环锻压操作机器人的机械本体构成以及其相关传动链,并在传统轴承环生产工艺的基础上完善了轴承环锻压操作机器人参与的锻压生产线。对轴承环锻压操作机器人的主要受力机械臂进行有限元分析,通过分析得出轴承环锻压操作机器人的结构强度满足生产工作要求。对机械臂进行模态分析得到其固有频率和振型特点,并在此基础上对机械臂进行多目标优化设计,使用SolidWorks三维建模软件建立参数化模型,通过优化设计得出小臂在满足工作要求的前提下质量降低了约11.7%,各阶固有频率都有所提升,达到了优化设计的目的。对轴承环锻压操作机器人的整体结构进行静力学分析,根据实际的工作条件对轴承环锻压操作机器人进行模拟仿真,结果表明轴承环锻压操作机器人整体结构强度满足要求。对整体进行动力学分析,获得整体结构的固有频率和振型,合理设置电机的转速范围避免共振对机械结构造成破坏。对其进行谐响应分析,得到机械臂的振动幅度,结果表明轴承环锻压操作机器人振幅主要集中在机械小臂的位置,其应力变化主要发生在低频阶段,为轴承环锻压操作机器人整体结构的设计和优化提供了理论依据。