随着工业自动化的不断发展,劳动密集的制造业开始实行产业结构调整升级,逐步实现机器人代替人工进行生产作业。本论文选取中小型冲压企业的生产为背景,分析冲压自动化生产的特点和需求,以4轴串联工业机器人为研究对象,以提高冲压生产效率为目的,结合机器人运动学和动力学理论知识,在约束条件下进行了基于时间最优的轨迹规划研究。本论文在综述了冲压自动化技术和工业机器人技术的基础下,从落料工艺后单机单工序生产的工艺过程和现场条件出发,由冲压自动化生产与工业机器人应用的结合,对单机单工序的冲压生产进行了详细的需求分析。结合机器人理论知识,采用D-H法对一种4轴机器人建立连杆坐标系,列出关节变换矩阵和运动学方程。采用牛顿-欧拉法对机器人进行动力学研究,建立机器人的动力学模型。然后针对机器人的自动上下料过程,运用5次多项式插值法拟合关节位移轨迹,以冲压过程单周期运行时间最短为优化目标,以机器人关节驱动力、驱动速度和工艺过程为约束条件建立轨迹优化数学模型,采用二分法进行优化计算,求出各关节单周期运行时间最优轨迹,并以ADAMS软件对关节轨迹进行了运动仿真。最后以PLC控制的实验平台进行了轨迹优化对比实验,并分析了机器人的工作效率。研究表明,通过对机器人运动过程进行时间优化,可以进一步提高机器人在冲压生产中的效率,论文所采用的单周期时间最优轨迹规划方法实现过程简单、机器人控制效果良好,具有在冲压自动化生产中推广应用的价值。