近年来,随着人工成本的快速上升,自动化、少人化在劳动密集型产业越来越受关注,并成为企业降低生产成本、提高生产效率的重要途径。注塑行业作为传统的劳动密集型产业,对自动化的需求尤为迫切。然而,由于塑胶部件结构复杂、种类多样、工艺繁琐等,标准自动化技术常无法满足其自动化需求,定制的非标自动化技术又无法实现产品更新过程中的兼容,存在大量浪费。为此,本文以一款塑胶件的注塑成型生产系统为对象,集成可编程的工业机器人,设计开发专用夹具和专用上料装置,构建一条机器人自动生产线。该生产线融合自动化上料、注塑、包装等工艺于一体,在实现节省人力和提升生产效率的同时,达到工艺性与兼容性兼具的目标。本文首先对机器人自动化生产线进行总体设计。通过分析产品的工艺流程以及手工线存在的问题,对自动化生产线进行平面布局设计和自动化生产系统工作流程优化,并结合工业机器人的工作特点,设计和选择自动化上料装置的方案。其次,对上料装置和机器人末端夹取机构进行机械结构的设计和优化。利用Solidworks Simulation软件对其中的关键结构和零部件的不同的工作状态开展静力学分析,并完成结构设计的优化。然后,进行控制系统的设计和实现。根据机器人生产线的总体方案以及控制系统原理图,完成上料装置和机器人末端执行机构的气动控制回路设计和气动元件的选型,以及上料机构控制装置PLC的选型和程序设计,分析机器人抓取控制系统的正逆运动学参数,应用MATLAB软件进行仿真,完成基于PLC的机器人控制程序设计。最后搭建自动化生产试验平台,进行程序调试之后开始试产验证,分析试产过程中的生产数据。结果表明本文所设计的自动化生产系统能够较好的运作,产品质量得到很大的改善。