近年来,工业机器人技术迅速发展,在工业生产各种应用场景中扮演着越来越重要的角色,其中机器人码垛就是具有代表性的一个应用场景。当前机器人码垛工艺系统存在示教强度大,数据利用率低,码垛程序编程复杂且繁琐等问题,因此本文结合机器人码垛工艺特性,对码垛机器人运动规划及码垛工艺系统进行优化,简化了工艺信息配置过程,实现了码垛过程稳定高速。本文主要研究内容如下:对4轴滑块式混联码垛机器人结构特性进行了分析和研究,采用几何法对MD3504轴混联码垛机器人运动学正逆解进行推导。有针对性地分析机器人码垛工艺运动规律,根据其运动规律,提出了一种基于弦截法的S型曲线加减速规划算法,MATLAB实验表明采用该算法进行S型曲线加减速规划过程更简单,求解速度更快。将该算法用于S型曲线加减速规划,并将S型曲线加减速应用于机器人码垛关节空间点对点运动(PointToPoint,PTP)和笛卡尔直线运动轨迹规划,满足机器人码垛对运行效率及稳定性的需求。针对机器人码垛工艺排样示教工作量大,数据利用率低的问题,提出一种自适应排样算法。该算法将货物位姿表示为托盘坐标系的相对位姿,简化了排样示教,可将示教的排样和配置的垛型应用于不同托盘。在码垛工艺系统中内嵌了码垛工艺常用的自适应排样模板,模板可随货物尺寸不同动态调整排样放置点数据,使用者可在无需示教的情况下直接调用排样数据,进一步降低了示教工作量。针对机器人码垛程序编程复杂繁琐的问题,提出一种自动生成码垛程序的方法。对机器人码垛的运动程序功能进行分析,并分拆若干个功能模块,通过人机交互界面(Human Machine Interface,HMI)配置码垛工艺相关参数,可自动生成码垛程序,无需使用者手动编程;为满足码垛工艺参数的配置需要,开发出一套机器人码垛工艺HMI,并将自适应排样算法、程序自动生成方法及内置排样结合形成码垛工艺系统,将其集成于运动控制器;同时开发出一种用于码垛工艺离线仿真的仿真实验平台,并在该平台上进行了饲料码垛离线仿真实验,同时进行了生产实际应用验证,结果表明优化后的码垛工艺系统与传统模式相比,效率提高了97.2%,验证了优化后工艺系统的有效性和实用性,机器人码垛工艺配置效率得到显著提高。