如今,伴随着中国制造2025首要策略结构发展以及产业链高科技的到来,机器人将不仅仅作为检测、监督器具出现在工业生产,更将成为一种高端智能装备应用在我们生活,帮助我们提高生产和创新产品。本文主要针对工人在工厂里劳动量大、生产效率低,搬运精度差等问题设计了一种上下料直角坐标机器人概念并对其进行深入研究分析。通过学习了解木材加工厂的流水线作业特点与工厂实际情况,设计了一种木材上下料直角坐标机器人的整体结构。观察流水线木材处理的流程加工工艺,以此来确定机器人整体的系统组成、运动方式,并对设计装置零部件进行校核是否满足设计要求。使用UG软件完成上下料直角坐标机器人的整体三维模型建模,借助ANSYS软件对机器人的整体结构进行六阶段模态分析,是否会发生共振影响机械人正常运行。对机器人的关键连接件进行静力学分析验证形变量是否满足要求,并对此结构进行优化。最终将模型导入UG软件中,利用UG的运动仿真功能检验运动特性。完成上下料直角坐标机器人的控制系统设计,设计一种系统软件设计的控制方式。先简述PLC控制系统的特点以及工作原理,再选出PLC相关硬件。依据木材生产线的上料流程,绘画出机器人的工作时序图并设计出PLC接线电路图。运用Simulink软件进行搭建仿真,保证系统的运行稳定,位置运行更加精准。重点研究上下料直角坐标机器人的误差补偿,依据UG所建三维模型搭建了实验平台,应用激光位移传感器对搭建木材上下料直角坐标机器实验台开展三轴定位精度测试测量实验。利用最小二乘法和插值法分别进行拟合误差曲线,借助MATLAB软件数值分析对比。研究选择出最优方法,将误差补偿曲线编写进控制器来提高实验台的运动精度。通过对此上下料直角坐标机器人各项机构的研究,分析其设计的可行性以及运动误差补偿方式,设计一套辅助软件设计与数学误差补偿相结合的理论体系,为今后相关机器人设计与研究提供一些参考意义。