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目前,随着经济社会的快速发展,面对建筑业需求的快速增长,混凝土的生产将由传统、低效率制造向高效率、自动化方向演进。发达国家混凝土预制件的比例超过35%,甚至达到50%,由发达国家的建筑工业化进程经验可以看出,预制应力混凝土结构(PC构件)将是未来建筑工业化方向之一。本文以建筑工业化中的PC构件自动化生产线为技术背景,对PC构件堆垛机的技术特点和发展趋势进行了分析,调研了国内部分PC构件生产线的技术装备,通过对PC构件技术装备的比较,并且结合项目实际应用要求,对PC构件自动化生产线的重要装备之一堆垛机的机械结构和控制系统两大部分进行设计和研究。本文主要研究内容如下:首先,结合堆垛机的实际使用要求和功能原理,同时借鉴起重运输设备的设计资料,对PC构件堆垛机进行总体方案设计,随后由堆垛机的总体方案结构,进行部件结构的详细设计计算,同时借助三维建模设计软件solidworks进行模型建立。对于建立后的PC构件堆垛机的模型需要检验其主要受力部件的强度和刚度,运用有限元分析软件ANSYS WORKBENCH对其进行强度、刚度分析,对于PC构件堆垛机的设计结构进行静力学分析后还需要研究PC构件堆垛机的动态特性,随后对其进行模态分析和频率响应分析,分析结构在受到振动时的响应及各个部件的变形情况,进而对PC构件堆垛机的结构进行整体评估其优劣。然后,基于PLC控制对PC构件堆垛机的控制系统进行设计和研究,通过对PC构件堆垛机的工作原理及工作过程分析,设计堆垛机的控制作业流程图;通过对速度控制、定位控制和认址方式的分析,确定合适的控制方式,最后对主要控制系统硬件进行合理选择搭配。最后,运用ADAMS对堆垛机的虚拟样机进行运动学和动力学进行仿真分析研究,由堆垛机的动力学和运动学的仿真研究分析,得到堆垛机在实际使用中的受力和运动变化特点,为后续的相关设计研究提供可靠的依据。