在机器人技术不断发展的今天,从国家、社会到企业甚至个人,都对机器人技术越来越重视,也越来越多的将机器人应用在工业生产的自动化领域。卸码垛机器人作为一种典型的工业机器人,在物料搬运、包装、卸码垛等方面应用越来越广泛,成为代替人工进行繁重的体力劳动的重要工具。本文针对企业在实际生产过程中的需要,开发了一套自动卸车和装箱机器人系统,用于物料在物流运输过程中的卸垛、转运以及码垛工作,完成物料从货车搬运到集装箱的自动化作业过程。文章以自动卸车和装箱机器人系统为研究对象,从该系统的设计、分析以及优化等方面进行了全面的介绍,具体来说主要完成了以下工作:首先,按照企业提出的使用要求和实际工作环境,完成了自动卸车和装箱机器人系统的方案设计。经过前期多种设计方案对比,不断论证其可行性,最终设计了一种全新的、融合卸码垛以及转运为一体的机器人系统。完成了方案的细化设计,建立了整个系统机械本体的三维模型,验证了方案的可行性。其次,应用Solid Works软件,完成机械本体的三维模型建立,并以此作为基础,对于系统中比较重要的结构部件,利用计算机辅助技术,分析了其力学性能。对卸垛系统中最重要的部件——SCARA机器人进行了运动学分析,验证了其工作空间符合任务空间的要求;对卸垛和码垛系统中关键性的承载零部件进行了有限元静力学分析,获得它们的应力云图和变形云图,以此验证其强度刚度的可靠性,并为结构优化改进提供参考依据;在ADAMS软件中建立了SCARA机器人的虚拟样机,对其实际工作过程截取了典型的一段进行动力学仿真,将仿真得到的关节扭矩数据与驱动元件的参数进行对比,验证驱动元件选型是否正确。为了了解拆垛和码垛系统的抗振性能,进行了模态分析,并对其各阶模态振型进行了必要的分析。最后,参考力学分析的结果,对结构进行优化和改进。其中以SCARA机器人为重点,基于响应面优化方法,进行了结构优化设计,在确保其强度和刚度满足设计要求的前提下,大大减小了机器人的质量和惯量,提高了力学性能。