在电子、食品和医药等行业产品的包装过程中,存在着大量简单且重复性高的诸如分拣、装箱等操作任务,为了提高包装效率和保证产品质量,通常需要利用自动化设备以很高的速度和点位精度来完成上述操作。本文结合包装生产线中自动化装箱的实际工况,设计开发一种针对进料无序排列的轻小型袋装食品完成装箱操作的拾放机器人,主要从机器人结构方案构建与设计、机构位置分析及可达工作空间研究、拾放动作轨迹规划、控制系统硬件平台搭建、系统软件设计等方面进行研究。本文主要内容如下:1.在分析轻小型袋装食品自动化装箱工况实际需求的基础上,搭建含有末端执行器角度调整的四自由度并联拾放机器人机械结构方案;建立机器人机构简化模型,并利用其封闭几何关系构建闭环矢量方程对机构位置进行正反解推导研究;在位置正解的基础上结合机构自身约束条件,求解机器人末端可达工作空间。2.考虑并联拾放机器人应用于高速操作场合,从提高机器人运行平稳性的角度出发,提出采用修正梯形轨迹规划模式对并联拾放机器人末端动平台动作轨迹进行规划;基于Pro/E软件建立机器人虚拟样机模型,运用Adams软件对上述轨迹规划方案的可行性进行运动仿真验证。3.针对并联拾放机器人的控制系统总体功能需求,搭建机器人硬件总体结构框架;基于“PC机+多轴运动控制卡”构建运动控制系统硬件平台,采用以“工业相机+图像采集卡”为主要组成的视觉系统硬件结构方案。4.设计并联拾放机器人控制系统的软件开发流程,考虑对无序排列袋装食品进行准确定位和拾放的系统设计要求,利用LabView软件与IMAQ Vision平台实现机器人视觉系统的软件开发,基于PMAC卡下的PWEIN软件开发环境进行并联拾放机器人的四轴运动控制研究。