近年来码垛技术获得了飞速发展,尤其是机器人码垛发展更为迅猛,这种发展趋势是和当今制造领域出现的多品种小批量的发展趋势相适应的。铝锭码垛机器人是整条铝锭生产线中非常重要的环节,码垛机械手又是码垛机器人的执行机构,它的轻量化和动静态性能直接影响着整条生产线的生产效率,对其研究是及其必要的,因此,本文对机械手的动静态性能进行了系统的研究,并以轻量化为目标进行了结构优化,所取得的主要研究成果如下：(1)对铝锭码垛机器人的执行装置—机械手建立了三维实体模型,建模中充分运用了Pro/Engineer强大的实体建模功能与有限元软件ANSYS兼容的能力。对机械手进行了静力分析,得出了机械手在最大工作载荷作用下的应力和变形。经分析其结构的强度和刚度满足要求,但整体应力较低,设计偏于保守,有较大的设计余度。分析结果还得出机械手最大应力和变形分布情况,可为以后结构优化提供参考。(2)为了了解和掌握机械手在提升、运行过程中的动态性能,对机械手整体结构进行了模态分析,得出了机械手结构的固有频率和振型。再设计时如能使这些固有频率避开外激励的频率就能防止机械手发生共振。(3)铝锭码垛机码放的铝锭重量为100kg,另考虑到机械手自身重量属于重载荷,机械手码垛过程会对机器人整体结构产生惯性冲击。为了确定机械手在动态力作用下的应力和响应情况,本文选择了机械手从抓锭至最大高度这一典型工况对其进行了瞬态动力学分析,得出了机械手在这一过程中结构上节点的位移、速度和加速度随时间变化的响应图,为优化设计提供参考。(4)对机械手动静态分析发现,现有结构偏于保守,且过重的质量严重影响机器人可靠性和使用寿命。因此对机械手进行优化,其目的是在满足结构强度刚度和动态性能要求的条件下减小其本身重量。经优化所得新结构有更好的动静态性能,且总体质量减少了20%。