1. 研究目的与意义

码垛机是机、电一体化产业的高新技术产品。中、低位的码垛机可以满足中低产量的生产需要。可依据要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛。所谓码垛就是按照集成单元化的思想，将一件件的物料按照一定的模式堆码成垛，以便实现物料的存储、搬运、装卸、运输等物流活动。在现代的企业生产中，人工码垛到处存在。在物料轻便、尺寸变化大、吞吐量小的场合，采用人工码垛方案，常常是经济可取的，特别是在人力资源丰富的我国，基本上都是采用人工码垛的。然而，在工作量一定的情况下，长时间地进行人工码垛会造成弯腰疲劳和重复劳动疲劳，从人机工程学的角度考虑，需要增加一些符合人机工程学方面的设施，例如托盘操纵机、剪式升降台、工业操作机械手等来改善这种情况。

码垛有人工码垛和自动码垛之分，人工码垛一般应用在工作量小、过程简单的场合。而当重复动作复杂且强度较大时，一般采用自动码垛，这样不仅可以加快物流速度，而且可以获得整齐一致的堆垛效果，减少产品的损伤，提高搬运效率。作为物流自动化领域的一门新兴技术，随着科技的进步，码垛技术也获得了飞速的发展。一方面，随着企业的集团化，生产能力的规模化，对码垛机的工作能力的要求不断提高，使传统的在线式码垛机向高速化方向发展;另一方面，由于企业产品由卖方市场进入了买方市场，企业生产正在向着多品种少批量的方向发展，生产企业不能够承担一条生产线只生产单一产品的代价，往往需要一线多产品的生产线，这就要求作为后处理设备的码垛机，必须具有处理多种产品的能力。

2. 国内外研究现状分析

从60年代开始，在工业发达的德国、美国、日本等国家，已相继研制出半自动码垛机，后来在结构可机型方面，还不断作了改进和完善。目前欧、美、日的码垛机器人在码垛市场的占有率均超过了90％，绝大数码垛作业由码垛机器人完成。并且基本垄断了全球市场。

我国的工业机器人从上世纪80年代七五科技攻关开始起步，在国家支持下，通过七五八五九五科技攻关 ，取得了长足的进步，涌现出了一大批代表企业和产品，在很多方面已逐步接近或达到国外同类型码垛机的技术性能及各项参数，已基本能满足大中型企业产品包装码垛的需要。国外码垛机器人在我国市场一统天下的局面正在被打破。

但总的看来，我国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，如可靠性低于国外同类产品，起步较晚，运动速度和精度还有很大提升空间。生产线技术水平与国外相比仍有差距。和全球市场相比，码垛机器人应用规模仍然很小，还未发展成专门的产业。并且当前我国的码垛机器人生产品种规格多，批量小，零部件通用化程度低，供货周期长、成本高，可靠性和稳定性不足。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

本次设计的研究内容是运用adams机械系统仿真软件对码垛机器人进行仿真分析，对码垛机器人的运动学和动力学性能进行直观与简单的研究，为码垛机器人的定型和物理样机的控制提供依据。

机器人仿真系统作为机器人设计和研究中安全可靠、灵活方便的工具，发挥着重要的作用。它涉及到机器人机构学、机器人运动学、机器人零件建模、仿真机器人三维实现和机器人运动控制等方面内容。仿真是利用计算机可视化和面向对象的手段，模拟机器人的动态特性，帮助研究人员了解机器人工作空间的形态及极限，揭示机构合理的运动方案和控制算法，从而解决在机器人设计、制造和运行过程中的问题，避免了直接操作实体可能造成的事故和不必要的损失。

4. 研究创新点

特色：1、结构简单、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保养维修简单、所需库存零部件少。2、适用性强。当客户产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸发生变化时只需在触摸屏上稍做修改即可，不会影响客户的正常的生产。而机械式的码垛机更改相当的麻烦甚至上是无法实现的。3、全部控制可在控制柜屏幕上操作即可，操作非常简单。 4、只需定位抓起点和摆放点，教示方法简单易懂。

创新：

编程时对于机器人机械臂的动作编写更加柔化使之不会产生过大的惯性，从而使机器人在保持较低惯性的前提下有效确保其更快、更高的加速与减速