纸是人类生活不可或缺的物品,现代造纸对造纸装备和技术要求高,资源消耗大,污染防治任务重。受国内包装生产条件的限制,目前造纸企业的纸卷包装大部分以人工安装内封头、放置外封头和贴商标为主,人工进行以上操作不仅使得包装效率低、难以保证包装效果的一致性和包装质量,而且由于包装厂内环境较差,包装设备危险性大等严重危害工人的健康,所以使用工业机器人替代人工对纸卷进行包装越来越受到造纸企业的关注。本课题设计了一种基于工业机器人的纸卷自动包装系统,不仅能将工人从低技术的体力劳动中解放出来,避免长期工作在恶劣的纸卷包装环境中,而且由于机器人具有可编程性、精确稳定和快速高效的特点,可以大大提高纸卷包装的生产效率和质量。本文首先根据纸卷包装的工艺和技术要求设计了机器人纸卷包装系统总体结构,选取了适合的机器人,对系统四个工位的主要组成部分进行了分析,然后重点分析了与纸卷包装相关的末端执行器、安全防护系统、PLC控制系统以及通信方式的设计,并确定了系统的包装流程。研究了机器人运动学和坐标系的概念,建立了包装机器人的坐标系,以本课题使用的IRB6700机器人为例,利用D-H参数法求得了机器人的运动学方程和运动学反解,介绍了反解的选择方法,为离线编程中的最优路径规划提供理论基础。在研究ABB机器人RAPID语言的基础上,编制了三台包装机器人的运动程序及运动路径规划。研究机器人利用光电传感器检测封头圆心的方法,并利用RAPID语言编制机器人检测程序,解决了机器人抓取封头时位置偏差造成包装质量差的问题。通过SolidWorks建立的包装机械的模型,在离线编程软件RobotStudio中建立了ABB机器人纸卷包装仿真工作站,以及I/O信号和Smart组件等,对本次机器人纸卷包装系统进行了仿真,验证了系统是可行和正确的。经现场机器人纸卷包装系统包装出实际的纸卷,证明了系统可以实现预期的代替人工进行包装的目标和包装效率与质量。对造纸企业将工业机器人应用到纸卷包装领域中有着重要的意义。