二十一世纪以来,随着全球范围内劳动力成本增加和资源的日益匮乏,智能制造和绿色制造成为各行业的发展趋势。机器人因其智能性和高效性,成为智能制造的重要组成部分,已广泛应用于工业生产,故机器人的运动精度和可靠性显得越来越重要。本文以自主研制的专用六自由度串联机器人为研究对象,对该工业机器人运动误差和可靠性进行了研究。主要研究内容如下:首先,对该机器人的运动学误差参数作了分析,详细研究其误差来源,并运用D-H法建模推导出其运动学公式。以其末端位置误差为评价指标,运用控制变量法研究各参数误差对其末端位置精度的影响。通过分析,该机器人的连杆转角误差和关节转角误差对其末端位置精度影响较大。故针对这两个参数误差进行深入探究,根据研究结论对该机器人提出一系列设计和制造上的优化改进措施。其次,通过微分法建立其参数误差模型并推导误差公式。搭建了实验平台,用闭环法对其末端位置进行测量,通过末端探针与六孔测量板的接触,测出末端实际位置。进而运用粒子群算法(PSO)对该机器人进行误差补偿,求出各参数误差值,并将误差值补偿到该机器人的各参数中。实验表明补偿后该机器人的误差得到降低,满足其工作需求,证明基于粒子群算法进行误差补偿的有效性。然后,运用FMEA和FTA对该机器人的可靠性进行分析。先用FMEA对其结构和功能进行分析,建立结构功能图,分析出故障模式和故障模式影响及危害性,找到对该机器人危害度较大的关键故障模式。再运用FTA建立故障树,对故障树进行定性和定量分析,求出导致该机器人系统失效的关键部件,并针对关键部件和故障模式提出设计建议和改进意见。最后,运用蒙特卡洛法对该机器人的可靠度和无故障工作时间进行了分析。通过蒙特卡罗法得到该机器人系统的特征参数,并根据特征参数分析出系统的可靠度,找到系统的薄弱环节。分析表明,蒙特卡洛法对该机器人具有明显的使用价值和经济效益,并为复杂机器人系统的可靠性分析提供了一种新的有效手段。