目前，气雾剂阀门组装生产线生产节奏快，但是产品装箱节奏慢，而且包装过程重复、单调，人力成本消耗大；这一步调不统一现象严重影响了生产效益。而目前缺乏针对气雾剂阀门装箱的有效设备，因此产品装箱已经成为包装行业生产的瓶颈问题。所以，本文基于中山市科技计划项目“面向气雾阀的专用高速自动包装设备研发”（项目编号：20092A140）的研究工作，立足于研发面向气雾剂阀门行业的高速包装机器人并形成批量的生产能力，分析机器人的可靠性及关键故障诊断技术问题，主要研究工作如下：首先，基于气雾剂阀门的结构特点及高速特性要求，进行包装机器人的运动特性及关键技术研究，完成了基于PC+DSP运动控制器的直线关节机器人的整体结构及控制系统设计。结合装箱的动态特性要求，分析惯量匹配与动态特性关系，进行伺服驱动系统的选型设计；融合轨迹插补，确保机器人运动连续、平稳。基于C#软件平台，应用多线程技术完成了控制系统的软件开发，经系统测试能满足设计要求。其次，引入直线关节型高速包装机器人的可靠性数学模型及预计方法,进行机器人系统的失效率分析，并计算出系统可靠性指标-平均无故障时间（MTBFs）；同时对包装机器人的失效模式及机理进行分析，建立完整的机器人故障树。应用三角模糊故障树分析法，完成包装机器人本体故障分析及故障树底事件重要度分析。再次，针对高速包装机器人传感器干扰冲击故障，分析了故障产生机理与特征，以及连续小波变换对传感器冲击干扰故障诊断的原理，并基于最小小波熵理论实现Morlet基小波的参数优化，使优化的Morlet基小波与传感器冲击干扰信号最匹配。应用优化的Morlet基小波的连续小波变换，对传感器干扰故障进行诊断的仿真研究。最后，研究了高速包装机器人柔性碰撞的小波奇异性检测方法。分析柔性碰撞力矩特征信号的提取方法；结合信号奇异性指标Lip指数及相似指标M₁指标，应用小波奇异性检测方法，对柔性碰撞故障进行仿真及实验研究。并对本课题设计的高速包装机器人进行测试，验证高速包装机器人满足高速装箱需求，具备较高的可靠性。