作为传统的基础材料，平板玻璃在国民经济发展中有着不可替代的作用。平板玻璃生产线上的设备直接影响着平板玻璃的质量和生产效率，堆垛机位于平板玻璃生产线的末端，其好坏直接影响整条生产线的成品率和玻璃板的质量，越来越受到人们的重视。　　本文以平板玻璃生产线为载体，在深入了解生产线上玻璃板在线堆垛要求后，结合现场的实际情况，设计了用于抓取玻璃板的机械手吸盘，并装于六自由度工业机器人的末端，组成了现在比较流行的自动堆垛装置——机械手堆垛机。利用Solidworks建立了机械手堆垛机的三维模型，结合机器人运动学的分析方法，建立了机械手堆垛机的关节坐标系，通过齐次变换，求出了相邻连杆的坐标系的变换通式，进而得到了机械手堆垛机的运动学方程。在此基础上，利用MATLAB软件找出了机械手堆垛机的工作空间，为其在生产线上的布置做好准备。　　接着，利用ANSYS workbench软件对机械手堆垛机进行静、动态分析，得到了结构的应力云图、位移云图及固有频率和振型，对其结构的强度、刚度及变形状况进行分析，分析结果表明：机械手堆垛机存在底座强度过大、大臂应力集中、小臂强度不足、机械手吸盘处变形过大等问题。　　对三个关键零部件进行详细的分析，找出机械手堆垛机的最薄弱环节——小臂；利用ANSYS的设计模块对小臂进行优化设计，获得了以最小重量、最大承重为目标的优化设计结果，并使其保持良好的静态、动态性能，取得了混合优化的良好效果，为机械手堆垛机在平板玻璃线上的应用提供理论指导和技术支持。