为满足木工企业自动化生产的需求,本文通过对某木工企业实际生产情况及对木板自动码垛、拆垛要求进行分析,研制开发了一种新型自动木板码垛设备,提出海绵式真空吸盘作为末端执行器的设计方案,并完成该设备的机械结构和控制系统的设计。论文设计了自动木板码垛设备的机械结构包括运动机构、末端执行器机构以及扫条机构等。运动机构包括X轴水平运动机构和Z轴垂直升降机构,分别实现末端执行器机构的水平、垂直方向的快速精准定位;末端执行器机构实现对木板的吸附和释放任务;扫条机构配合X、Z轴运动机构,完成木板上的垫条清理工作。针对木板的码垛要求以及码垛木板之间存有缝隙造成木板搬运过程中脱落的难题,设计了海绵式真空吸盘,该吸盘的结构主要包括由铝型材框架、真空腔体、单向阀层和海绵层。采用正交试验方法,研究了单向阀层内单个吸附孔结构的球体与腔体几何尺寸对吸附效果的影响,利用ANSYS中流体仿真模块模拟得出单个吸附孔的吸附力与球体吸附时间,并以这两项指标作为评判标准,通过极差分析和方差分析,得出最优的单个吸附孔的球体与腔体几何尺寸。本设备的控制系统以西门子S7-200 SMART PLC控制器为控制核心,以交流伺服电机为执行元件,以触摸屏实现控制系统的参数设置和过程监视,设计了控制系统的主电路、控制回路的电路图和自动控制流程图,编写PLC的控制程序和HMI的组态界面。本文研制开发的自动木板码垛设备,具备结构简单、适用范围广、成本低及精度高等特点,完全满足了企业的生产需求。