1. 研究目的与意义（文献综述）

在当今工业如此发达的情况下，工业机器人显示出了强大的生命力，机器人的发展及应用水平已经成为了衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标准。而现今各大领域都需要大量的人力资源来完成一些简单的苦力工作，比如装箱装车，物品搬运等等，这些工作不需要脑力来完成，只需要大量人力来周而复始的重复性工作，可见人力资源大量的浪费，所以在当今工业领域中有一套智能的搬运码垛机器人系统是非常必要的，让它可以完成自动搬运，自动码垛的工作。近几年机器人自动化生产线已经不断出现，所以机器人自动化生产线的市场也会越来越大，并且会成为主流方式，经常在美国电影中可以看到工业制造时那些自动生产的机器人在工作，比如一辆汽车的组装完全是靠机器人来完成并非人为的完成，这都是工业领域中的伟大发明，码垛机器人也不例外，有了这样一套机器人系统我们就可以实现自动搬运，自动码垛。作为工业机器人的一种，码垛机器人广泛应用于物流，食品医药等领域，尤其是在包装领域和物流领域正发挥着重大的作用，将码垛机器人与包装线相结合，即提高了生产线的工作效率，又增强了运行的可靠性，也节省了大量的人力资源，降低了成本，更适应了当代企业不断变化的市场要求，可以产生巨大的经济效益和资源效益。

更具体点来说，码垛机器人能适应于箱体，瓶装，罐装，纸箱，袋装等各种形状的包装成品码垛作业。从完成效率上来说，码垛机器人在速度和质量上远远高于人力完成，并且，码垛机器人可以承担高负重的工作，人力却很难如此。从完成的准确度来说，每一台码垛机器人都有其独立的控制系统，极大地保证了作业的准确度，从一定程度上来说还可以降低工业事故的发生。从成本方面来说，虽然码垛机器人前期投入资金会较多，但是却能达到更大的利益。所以有这样一套机器人系统是很必要的并且意义重大。

国外从20世纪60年代开始研发工业机器人，目前，工业机器人四巨头都有相应的码垛机器人产品有abb的irb460和irb660系列，kuka的kr300pa，kr700pa系列等等。而码垛机器人是伴随着工业机器人技术的发展而出现的，目前欧美日的码垛机器人在市场的占有率极高，绝大多数码垛作业由码垛机器人来完成。我国的工业机器人从上世纪80年代开始起步，在国家支持下，目前也取得了很大的进步，，码垛机器人作为新的智能化码垛设备，具有作业高效，码垛稳定等优点，可解放工人的繁重体力劳动，已在各个行业的包装物流线中发挥重大作用。国外的码垛机器人在我国市场一统天下的局面正在被打破。虽然如此，我过的码垛机器人技术及其应用水平和国外相比还有很大差距，可靠性相对较低，各方面还有待提高，因此我们还必须努力提高我国的机器人发展水平 。

2. 研究的基本内容与方案

码垛机器人所完成的工作便是精确的搬运码垛，所以我们很明确需要对码垛机器人进行哪些控制，很明显机器人必定有很多关节才能进行一定的动作，所以我们需要对它的主要关节进行分布式控制，协调各关节的运动，准确地跟踪轨迹规划。这套码垛机器人的控制系统采用三菱plc（programmable controller）作为主计算机，运用plc来控制机械人手爪，通过码垛的一系列关键参数的输入来进行码垛空间的判断，从而进行精确的码垛工作。

电气控制的产生源于电的基础理论，plc源于继电器-接触器控制，综合了计算机技术，自动化控制技术和通信技术的一门新兴技术，是实现工业生产，科学研究以及其他各个领域自动化的重要手段之一，应用十分广发，是电气控制技术的最新发展阶段，他们在理论和应用上是一脉相承的。

整个系统设计采用模块化的形式，且总体结构采用分布式控制结构，上位机采用普通工业控制计算机，主要处理系统的监控和作业管理。下位机采用plc可编程控制器，处理机器人周边设备控制，如机器人手爪的控制，主要完成的动作为

3. 研究计划与安排

1---3周：查阅相关资料，明确设计内容，确定方案，完成开题报告。

4---7周：确定最终设计方案，学会plc相关知识，学会使用plc软件系统，画出程序控制框图，画出硬件控制电路图。

8---12周：完成程序代码的设计，完成调试，不足之处改进

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李金泉，杨向东付铁。码垛机器人机械结构与控制系统设计.北京：北京理工大学出版社.2011

[2] 张宪民，杨丽新，黄沿江.工业机器人应用基础.北京：机械工业出版社.2015.8

[3] 叶晖.工业机器人典型应用案例精析. 北京：机械工业出版社.2013.6