1.开题依据

1.1课题的目的和意义

近几年随着社会的发展和许多国家人口老龄化加快，越来越多的国家出现了劳动力短缺的问题，因此劳动力成本也不断上涨，出于这些原因各大企业开始寻求能够提高生产力以及代替人工的机器在这种情况下，用更加自动化，高效率的搬运机器人代替人工已经越来越成为各企业的选择。

我国作为世界级制造业大国，与十几年前甚至几年前不同，我国的劳动力成本越来越高，导致生产成本也越来越高，机器替代人工已经成为了不可阻挡的必然趋势。在搬运机械方面，搬运机器人占着很大的比例。搬运机械手臂是搬运机器人的主要组成部分，更加灵活高效的搬运机械逐渐走入各大企业代替人工，成为现代制造业的主要生产力。而搬运机器人中的码垛机器人就是其中之一。

现代码垛最初采用的方式有两种，一种是机械式堆垛机，而另一种是液压式堆垛机。但随着科技的发展以及生产需求的变化，自动堆垛机的的占地面积大，柔性差等缺点愈加突出，相反更加灵活，小体积的码垛机器人自然而然就逐渐替代了自动堆垛机。码垛机器人应用于广泛，例如石油、食品领域都有着它的身影。在实际工业现场中很多地方需要工业机器人代替人类完成重载荷和重复性高的劳动,一方面可以节省人力成本，另一方面能够高效的将产品按照预订形式操作【1】，提高生产效率。

1.2国内码垛机器人发展状况

我国工业机器人最早开始于1970年左右，在如今经过了三十多年的发展后已经发展到一定规模。码垛机器人作为工业机器人中的一个重要成员，到目前为止，我国国产的码垛机取得了长足的发展，无论是机型还是种类规格，都有了很大的提高。虽说国内的码垛机器人起步较外国晚，但随着科技的发展和需求的日益增长，国产码垛机器人的技术性能等方面都是紧跟国外步伐，而有些方面甚至赶超国外，例如我国快递行业的仓储机器人，近年来在国内发展的很快，说到底其还是一中码垛机器人，只是更加的智能化，小型化。

目前码垛机器人结构形式主要有两种，一种是直角坐标型机器人，另一种是关节型机器人。这两种类型的机器人各有优缺点。直角坐标机器人具有定位精度高、空间轨迹易于求解等优点使其在行业内占有一席之地，但也因为其占空间大、相对工作范围小等缺点制约了其进一步的发展。而关节型机器人不仅机身小巧而且动作空间大，动作也更加灵活，应用范围也就更广。现在国内已拥用一批专门从事科研、设计和制造码垛机的技术队伍，专家企业、产业基地和科研院校，像中国科技大学，中科院合肥分院，哈尔滨工业大学等。

1.3国外码垛机器人发展状况

近些年，全球著名的机器人制造企业主要有瑞士的ABB机器人公司、日本的安川机器人公司、德国的库卡机器人公司等，这些企业在行业内占据着绝大多数的市场份额，而这些公司之所以能有如此的规模，与其发展历史分不开。国外的机器人研制从20世纪

60年代就开始了，而瑞士和日本是最早将机器人用于码垛和搬运的国家，而这也就导致这些国家的机器人企业领跑世界，取得了如今的成果，想来也是理所应当的。

随着近些年有限元和模态分析等设计方法的出现，使得机器人的本体结构都有了较大的变化，国外机器人机械大臂采用非平行四边形单连杆结构，使其重量减少，工作空间更大。国外码垛机器人的控制系统方面也取得了长足发展，为了使用户使用机器人更加方便，一些机器人制造商的方法是集成专用机器人控制器与PLC控制器为一体，达到了