小型食品企业在升级改造以及上新产品线的过程中从经济上、技术上,卫生上考虑引入更多的自动化控制,口香糖装箱机械臂面向小型食品企业,主要应用在口香糖或类似产品的包装环节中,它的性能影响整个装箱的效率和质量,在我国小型食品企业中工业机器人的实际应用极少,本文围绕上海青浦食品厂的生产实际需求以口香糖为载体进行装箱机械臂的设计和分析工作。首先结合生产线的工作要求确定机械臂的各项技术指标,为机械臂的结构设计提供依据,在参考多种机器人方案基础上,确定机械臂的总体方案为四自由度的关节型机械臂,对机械臂的各部分结构进行计算设计,完成口香糖装箱机械臂各部件的Solidworks三维图的设计,并在软件中完成装配。使用ABAQUS对设计完成的大臂和小臂的刚度和强度进行校核,确保强度和刚度符合工作要求,在此基础上利用HyperWorks对大臂和小臂进行轻量化设计。利用D-H法建立装箱机械臂的运动学数学模型,推导出各坐标系之间的转换矩阵,得到机械臂的正逆解,对机械臂的工作空间、关节速度和加速度进行了分析。采用五次多项式插值法对机械臂进行轨迹规划,利用Matlab工具得到轨迹对各关节角度、角速度进行分析。运用牛顿-欧拉方程对机械臂进行动力学分析,推导出各关节的动力学方程,计算出各关节驱动力矩为电机选型提供依据。应用Adams软件对机械臂进行动力学仿真,验证理论推导的准确性以及电机选择的合理性。利用3D打印机打印出各组件,装配出样机并搭建实验平台,制定相应的实验方案,确定机械臂的运动路径和控制流程,编写控制程序。对机械臂的工作空间以及实际应用进行实验,实验验证了机械臂设计的可行性。