机器人是实现智能制造的重要装备,严苛工况下的码垛作业则是工业机器人在实际生产中所承担的主要任务之一。针对现有刹车片打磨生产线存在的环境污染大,生产产品规格单一,工人劳动强度高等缺点,设计一种刹车片打磨专用码垛机器人控制系统,以期达成打磨工序中码垛、拆垛作业的柔性化、精准化和高效化。基于现有刹车片打磨生产线和打磨工艺,结合产品规格信息,进行刹车片打磨生产线改进策略的研究,提出一种基于PLC自动化刹车片打磨生产线方案。改进刹车片打磨生产线结构,利用工业机器人与地轨相结合的灵活性优势,设计柔性化码垛拆垛控制系统对五台刹车片打磨装备和上、下料筐中的刹车片进行搬运操作;在RFID技术的支持下,五台刹车片打磨装备能够实现不同规格信息的刹车片的同时打磨;应用多传感器技术检测刹车片信息,HMI用于显示刹车片信息。在调度码垛机器人执行上下料操作时,需对其进行轨迹规划。通过机器人运动学分析,建立机器人模型对机器人工作空间进行了仿真分析;在详细阐述关节空间三次多项式、带中间点三次多项式、五次多项式、带抛物线拟合的线性函数轨迹规划和任务空间直线和圆弧轨迹规划算法的基础上,利用机器人模型对轨迹规划算法进行了针对性的仿真分析和验证,并设计了码垛机器人运动路径。在调度码垛机器人依托地轨移动的过程中,需要对机器人在地轨上的位置有高精度要求,因为机器人在码垛、拆垛过程中的各个示教点的位置都已经确定,所以码垛、拆垛过程的精准性主要依靠对地轨底座位移的控制。底座直线移动通过交流伺服电机驱动,通过对交流伺服电机进行精准控制,即可实现机器人在码垛、拆垛过程的精准性。仿真分析表明,相较于PID控制,基于模糊PID算法的伺服控制方法具有更好的鲁棒性、稳定性、跟随性。进而提出以PLC为核心控制器的柔性码垛拆垛控制系统设计方法。实验验证表明,在改进后的刹车片打磨生产线机械结构的基础上,通过建立码垛机器人与PLC之间的Profinet通信,能够有效实现工业机器人柔性化、精准化和高效化的码垛、拆垛作业任务。