工厂自动化搬运系统是先进制造技术中的重要组成部分,从其广义内涵分析可以看出它已从以前简单的物料搬运发展到今天的集机械设计、计算机科学、管理学、自动化控制技术等于一身的综合技术。21世纪制造业将进入一个新阶段,敏捷制造将成为企业的主导模式。能否抓住市场机遇开发出新产品将是企业赢得竞争的主要手段。由于自动化搬运系统具有自主规划、可编程、可协调作业和基于传感器控制等特点,它将成为可重组的敏捷制造生产装备及系统的重要组成部分,为传统制造企业向敏捷制造企业跨越发展提供重要的技术支持。本文对工件夹持、搬运及安装方法进行了广泛地研究与分析,设计了一套适合于特殊工件搬运及安装的夹持装置,并对其进行了优化设计。同时,搭建了一套有轨式穿梭车控制系统,并最终完成系统的装配与调试。设计特殊工件的搬运夹持装置。首先明确搬运装置的工作环境,根据数控机床的总体布局及结构特点,确定了搬运装置的设计要求及其结构指标和机动指标。针对设计要求提出了两种设计方案:液压穿梭车搬运和悬吊搬运。通过优劣比较,最终确定采用悬吊搬运方案。其次详细设计适用于特殊工件的搬运夹持装置,利用基于拓扑优化的结构设计方法对夹持装置进行结构优化设计,夹持装置自身重量减轻40%。然后,对夹持装置进行了静力学分析,找出了夹持装置的薄弱环节,做出了相应的改进。分析比较传统式PID控制与模糊自整定PID控制算法在对穿梭车控制时的优缺点。建立穿梭车控制系统的数学模型,分析模糊控制的基本原理和模糊PID控制器设计的基本过程。通过MATLAB/SIMULINK仿真器进行仿真研究,表明模糊PID控制器具有动态响应快、超调量小和抗干扰能力强等优点,是一种更加有效的控制策略。设计开发有轨穿梭车控制系统。首先对穿梭车所涉及的定位技术、控制技术、无线通讯技术及供电技术的工作原理及优缺点进行了分析比较,在综合分析基础上确立本文所采用的技术方案。搭建穿梭车运动控制系统的硬件结构,进行系统的调试与安装。