随着仓储物流行业的飞速发展,自动化立体仓库的使用越来越多,堆垛机技术也逐渐成熟,取代了大量的人力劳动,提高了劳动生产率。刚刚闭幕的十八大提出了转变经济增长方式的口号,这势必会掀起第三产业向自动化和智能化转变的浪潮。本文抓住机遇,瞄准小型仓储和服务业的空白市场,提出一种PLC控制、伺服电机驱动的小型直角坐标码垛机器人方案,力争将自动控制技术带入医药、餐饮、销售、图书借阅、消费品物流等第三产业,更大程度地解放生产力。该方案具有结构简单、自动化程度高、经济效益好等优点,并具有广阔的市场前景。本文主要做了以下几个方面的工作：1、对自动化立体仓库和堆垛机的背景以及国内外研究现状做了简要阐述,对运动控制系统的现行方案进行对比分析,分别指出了各方案的优缺点以及适用范围。2、在码垛机器人都在向更高、更大、速度更快的方向发展的背景下,独辟蹊径,提出一种小型化、轻量化的直角坐标码垛机器人结构方案,并对主要部件进行了计算校核。另外,针对货叉取货的不足,本文还提出一种可自动更换机械手的末端取货执行方案。3、充分利用欧姆龙小型PLC CP1H的高速脉冲输出功能和伺服系统的高精度位置控制模式,提出码垛机器人半闭环控制方案。该方案摒弃了传统认址片和激光测距相结合的认址方式,不仅提高了定位精度和寻址效率,更进一步精简了结构,提高了系统的稳定性和可维护性。4、以直角坐标系为原型,建立了码垛机器人“空间四轴脉冲坐标系”,将码垛机器人关键点和立体仓库各仓格的位置用伺服电机脉冲量唯一表示,使码垛机器人的空间寻址和定位更加直观。编写了码垛机器人自动出入库运行的梯形图,并在实验室现有设备的基础上进行适当改进,搭建了码垛机器人系统模型,对其出入库运行进行了实验验证。5、建立了码垛机器人运行监控系统,制作了友好精美的可视化人机界面。本文采用国产软件“组态王”对整个系统进行硬件组态、通讯连接和界面编写,不但设计了丰富的、多种操作模式可选的人机界面,还对码垛机器人运行状态的实时监控、仓库状态和货物信息的实时画面显示、出错和故障的及时报警及报警记录以及速度实时趋势曲线的在线查询等进行了设计制作。