改革开放以来,中国经历了高速发展的三十年,但随着改革的深入,中国的人口红利逐渐消失,‘用工荒’在我国已经趋于常态化,对很多企业来说,进行企业改革和生产线升级迫在眉睫。这其中,引进机器人生产线代替传统的人工作业成为很多企业的首选,在这种情况下需要对急需进行生产线改造的行业进行深入研究,了解其生产作业的原理与技术要求,研究出适应性较强的机器人系统。本论文的研究课题是以对人身体危害性较大的喷漆行业作为研究对象,设计研发了一款适应性很强的喷漆工业机器人系统。根据喷漆的工艺要求和现场的实际情况,对构成这个系统的其它子系统进行了设计,包括机械、电控、气动、软件和定位5个子系统,对系统所需要的电源和I/0点数进行了配置与优化。该系统以非常成熟的OMRON PLC CJ2M-CPU14作为主控制器,利用NB10触摸屏作为人机交互的面板,以位置速度控制单元(PCU)控制五套伺服控制系统驱动机械手臂进行协调运动。完成了喷漆机器人电气控制系统的设计和调试,对控制机器人的触摸屏控制程序和PLC控制程序进行了研究设计。软件部分采用对工艺品模具进行拍照,结合工艺品的实际数据,利用MATLAB进行工艺品的图像数据处理,按照最优的控制算法计算出各机械关节在每一个喷漆点的具体位置并转化为驱动机械手臂所需的脉冲数和发送脉冲的速度,然后将这些数据制作成一个配方文件保存于触摸屏的外部存储器U盘中,一种特定的工艺品就对应一个配方文件,调用方便快捷。这种设计方法适应性强,一台机器人能够对不同种类的工艺品完成喷漆作业,能很好的满足众多喷漆企业的进行生产线升级的要求,对喷漆行业机器人的设计开拓了一种新的设计思路,意义重大。最后,对系统调试运行的结果进行了研究。对比分析了喷漆机器人系统和人工作业的优势和不足,研究了造成这些原因的主要因素。