随着我国轮胎产业的迅速发展，对轮胎生产过程的自动化程度要求越来越高，比较大型的现代化轮胎生产企业都开始配备工业机械手完成硫化阶段的硫化机的上胎和卸胎工作。但是，国内的大部分中小免充气轮胎生产企业的自动化程度都比较低，尤其是由于硫化工段的特殊情况，高温高压以及模具开模时轮胎与模具时常粘连的特殊情况，这就造成了在中小型免充气轮胎生产企业自动化水平低的实际情况，而且生产环境相对恶劣，工人劳动强度大，容易发生危险事故等。这就迫切需要一种能够在轮胎硫化过程中自动完成硫化机上胎卸胎的工业机器人来代替人工作业，这样不仅能够减轻劳动强度，提高生产效率，而且增强了生产安全性，为中小轮胎企业带来很大的经济效益。考虑到上述现状，以及国内比较成熟的机器人厂家没有针对性的机器人产品，本课题定位于为中小免充气轮胎生产企业提供一款采用交流伺服驱动的硫化机上下料机器人，使其能够快速精确定位，完成硫化机的上胎卸胎工作，满足轮胎硫化工段的生产需求。本文的主要内容包括：①根据实际需要确定机器人的机械参数，利用Pro/E软件三维建模技术建立三维立体模型和末端轮胎夹持装置，并对模型进行干涉检验，以验证整体机械结构的合理性。在对不同的驱动方式比较的基础上，确定机器人的驱动方式为电力伺服驱动，在确定整体机器人机械结构后完成了物理样机制作。②在机器人的基坐标系的基础上，根据相关法则，建立机器人各个关节坐标系，确定机器人各关节的D-H参数，通过齐次坐标变换分别求解机器人的运动学正解和逆解。基于Matlab仿真平台，利用Robotics工具箱建立机器人的仿真模型，对机器人的运动学进行验证。③阐述了关节空间和笛卡尔空间两种轨迹规划方法，以及关节空间中的三次多项式插值算法和五次多项式插值算法，笛卡尔空间中的直线插补算法，并比较了各自的优缺点，并利用Matlab软件中Robotics工具箱对机器人进行关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划仿真，并对仿真结果进行分析。④针对机器人控制系统的设计要求，采用模块化的设计思想，确定系统的设计方案，并对各个模块进行分析，介绍了运动控制器、传感器、ZIGBEE通讯模块和触摸屏的作用以及工作原理。