二自由度工装设备是直角坐标机器人的一个重要分支,以其运动精度高,控制方便,能重复编程等优势在装配、搬运、运动模拟、检测等工业生产领域得到了广泛的应用。本文主要研究内容是以二自由度工装设备的结构为基础,设计-台针对某大型产品的工装平台,以改变该大型产品装配过程中存在的装配精度低、装配质量差、劳动强度大以及安全性能差等缺点。本课题设计的工装平台主要分为机械系统与控制系统两部分。在平台的机械结构上,采用直线导轨作为直线运动单元,滚珠丝杠作为传动装置,伺服电机作为动力装置；在控制系统部分,采用PLC作为上位机,触摸屏作为人机界面,通过PLC给伺服放大器发送指令实现了技术要求的平台运动控制。机械结构采用传统的伺服电机带动滚珠丝杠的传动方式,在满足平台性能的同时,降低了平台的成本。设计过程中,考虑到平台负载较大等因素,通过多方面的结构优化改进,减小了平台的整体高度,降低了平台的整体重心,增强了平台运行过程中的稳定性。完成了平台零部件的设计与选型,并进行了三维建模,完成了虚拟样机的装配。机械结构校核验证过程中,根据技术指标要求,完成了平台的运动学特性与力学特性的计算验证；利用有限元分析软件,对平台主要承力部件进行了强度校核与寿命校核；对平台直线运动单元与传动装置进行了理论计算与分析校核,初步完成了满足技术要求的虚拟样机机械结构设计工作。基于“触摸屏+PLC+伺服电机”的控制模式,构建了一个开环控制的工装设备控制系统。采用顺序控制思想,运用STEP7-Micro/WIN SMART编写了PLC控制程序,采用SIMATIC WinCC flexible2008组态软件开发了人机界面控制系统软件。通过实验验证了控制方法的可行性,位置控制性能可以满足该大型产品的装配技术要求,同时该工装平台对同类型大型机械产品的装配具有借鉴意义。