随着社会进步和科技发展,机器人应用越来越广泛。人机协作模式逐渐在许多应用中取代单一机器人工作模式,因此,协作机器人成为研发和生产的热门产品。一般而言,国内的机器人性能与国外的产品相比仍然存在一定差距。为此,本文主要对协作机器人关节进行设计,旨在通过对性能进行研究,搭建试验台并完成机器人性能测试和指标优化研究,为协作机器人关节装配工艺提供理论依据和指导建议。针对协作机器人的特点及设计需求进行了总结,并由整机要求延伸到关节要求。通过分析常见的传动类型及结构设计优缺点,选择出最优传动方式。并通过比较机器人结构,对本文关节结构设计及元器件选型进行介绍。以设计的具有模块化特点的机器人关节作为研究对象,对关节机构进行分析。为了解决机器人在实际中出现的非正常噪声、运行抖动等问题,总结了影响其装配工艺的性能指标,并结合指标和影响因子进行正交试验方案及关节试验台设计。首先,对整体设计思路及关键零部件设计、电子元器件选取方案进行了阐述,并基于EtherCAT以太网技术完成试验台搭建。然后,根据工程开发环境TwinCAT3,采用PLC功能实现底层控制算法编写,并通过C#编写测试软件人机交互界面,进而完成数据采集。最后借助PANATERM软件对试验台伺服电机进行实时监测及数据分析,从而绘制出电机负载率数值及转矩曲线。该部分研究主要完成方案设计及试验台搭建,为性能测试试验提供了操作平台和分析依据。利用关节试验台和试验设计方案进行数据采集及统计分析,通过建立数学模型完成协作机器人装配工艺优化。首先,对典型数据进行正交试验分析并得出最优方案。然后,借助SPSS软件对大量数据进行相关性分析得到多元回归模型,并将影响装配工艺的指标减少为3个。该部分研究的分析结论为协作机器人关节装配工艺提供了具有较高应用价值的指导建议。