在车床上下料机械手臂的设计时，工程师都必须严格遵守设计原则，以确保车床上下料机械手在一定的载荷和一定的速度下，实现在机器人所要求的工作空间内的运动。在进行车床上下料机械手臂设计时，要遵循下述原则：
1.应尽可能使机器人手臂各关节轴相互平行;相互垂直的轴应尽可能相交于一点，这样可以使机器人运动学正逆运算简化，有利于机器人的控制。
2.车床机械手的结构尺寸应满足车床机械手上下料动作的工作空间的要求。工作空间的形状和大小与机床上下料机械手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系。
3.为了提高机器人的运动速度与控制精度，应在保证机器人手臂有足够强度和刚度的条件下，尽可能在结构上、材料上设法减轻手臂的重量。力求选用高强度的轻质材料，通常选用高强度铝合金制造机器人手臂。
4.车床上下料机械手各关节的轴承间隙要尽可能小，以减小机械间隙所造成的运动误差。因此，各关节都应有工作可靠、便于调整的轴承间隙调整机构。
5.车床机械手的手臂相对其关节回转轴应尽可能在重量上平衡，这对减小电机负载和提高机器人手臂运动的响应速度是非常有利的。在设计机器人的手臂时，应尽可能利用在机器人上安装的机电元器件与装置的重量来减小机器人手臂的不平衡重量，必要时还要设计平衡机构来平衡手臂残余的不平衡重量。
6.工业机器人手臂在结构上要考虑各关节的限位开关和具有一定缓冲能力的机械限位块，以及驱动装置，传动机构及其它元件的安装。
数控机床生产线上为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，许多企业都开始选择数控机床上下料机械手机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。那么在选择数控机床上下料机械手的过程中，配备以合适的控制系统，灵活的机械手臂的相互配合，加强机械手的操控性。才能实现真正意义上的机器人，才能为我们的工作和生产带来效益。
数控机床上下料机械手的操控性如何，是衡量一个工业机器人机械手产品的重要标准，如果我们的技术人员不能熟练的操控机械手或者机械手及其难操作，这就说明一个机械手产品是失败的，或者是没有达到真正意义上的现代机器人的工作。
数控机床机械手是由控制系统、驱动系统、执行机构以及位置检测系统四大块组成，实际工业应用过程中，需要共同配合完成一项任务。而恰当的控制系统类型是影响机械手的易操控性的重要标准系统。与机床控制器整合在一起的数控机床上下料机械手控制器拥有实现更多功能的普通显示屏和实现最少通讯中断的普通机械手控制器，并配备简化机械手编程的预编程模板以及使操作人员能直接与在线服务工程师联系的远程诊断功能。
如果控制系统使用不当或者实现不够现代化的时候，作为机械手的大脑的控制系统就是去了存在的意义，那么机械手的性能也将大打折扣，容易造成企业在人才方面需求的困扰，或因为技术员操控失误而耽误生产，或出现其他问题。数控机床机械手配置好控制系统，提高机械手的操控性是数控机床机械手在不断发展中必要的提升要点。
