摘 要

本论文是对水泥生产线码垛机器人的设计，水泥生产线码垛机器人是水泥制造机器总成的主要组成设备，承担着水泥码垛运行过程中的可靠运行的动作，其机构工作频繁，内部元件之间磨损严重，是水泥生产整体组成设备中最容易损坏的重要设备之一。

本文采用CATIA建模，选择CATIA软件设计很有优越性，参数化技术的最领先应用者，在目前的三维建模软件领域中占有着重要地位，CATIA作为当今世界CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界一致的赞许和认同。是当今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，尤其是在国内软件设计产品的领域拥有不可替代的位置。利用其设计的准确性，一定能够设计出更人性化的产品，为国家和人民服务。

选此题的目的主要是可以可以运用到CATIA的功能，也可以融合工业机器人的工艺性，利用所学的知识，把自己的想法表达出来。分析码垛机器人制作工艺，能和前面积累的知识有机的结合起来，起很好的巩固作用。我认为我可以做出合格的毕业设计。

此次毕业设计主要针对于码垛机器人CATIA模型分析，通过分析各件尺寸和使用性能，对码垛机器人CATIA设计步骤展开，对其完成码垛机器人CATIA模型创建。

在CATIA模型建造完成后采用ADAMS进行了机器人的运动分析。

关键词：水泥生产线；码垛机器人；CATIA；运动分析；ADAMS

Abstract

This paper is on the cement production line of palletizing robot design, cement production line of palletizing robot is main composition equipment for cement manufacturing machine assembly, bear the palletizing operation process of cement in the reliable operation of the action, the agencies work frequently, internal components between serious wear and tear is cement production as a whole composed of equipment in the most easy to damage is one of the important equipment.

CATIA is adopted in this paper to modeling, using CATIA software design is superior, the earliest application of parametric technology, in the present three-dimensional modeling software occupies an important position, CATIA as CAD / CAE / CAM field in today's world of new standards and industry recognition and promotion. Is one of the mainstream CAD/CAM/CAE software, especially in the field of domestic product design occupies an important position. Makes the design of the accuracy, will design a more humane products, serve the people.

Choose this topic is mainly to CATIA function can be applied to, can also be combined with robot palletizing process and using the learned knowledge, in terms of his ideas. Palletizing robot production process analysis, and knowledge learned previously linked to play good role to consolidate. I think I can make a qualified graduate design.

This graduation design mainly on the palletizing robot CATIA model analysis for, through analysis the size and performance of palletizing robot CATIA design steps of expansion, the complete palletizing robot CATIA model created.

After the CATIA model was built, the ADAMS was used to analyze the motion of the robot.

KeyWords: Cement production line; palletizing robot; CATIA; motion analysis

目 录

摘 要 II

Abstract III

第1章 绪 论 1

1.1 课题的提出 1

1.2 研究的现状与发展趋势 2

1.3 CATIA建模软件简介 4

第2章 总体方案设计 5

2.1总体结构的概述 5

2.2传动结构的确定 5

2.3机器人驱动方案的对比分析及电机的选择 6

2.4 工作空间的确定 7

2.5 执行手爪的结构设计 8

2.5.1 末端执行机构设计 8

2.5.2 设计时要注意的问题： 8

第3章 码垛机器人的三维建模 10

3.1 机器人零部件建模 10

3.2详细建模步骤 10

3.2．1底座的建模 10

3.2.2底座和传动机构的建模 11

3.2.3摆动大臂的建模 11

3.2.4俯仰小臂的建模 13

3.2.5手爪部分的建模 15

3.2.6整机的装配 15

第4章 机器人的运动仿真分析 17

4.1概述 17

4.2运动学分析 17

4.2.1空间机构中两任意坐标系的变换关系 17

4.2.2在各运动关节上建立坐标系 18

4.2.3确定各杆件的结构参数和运动变量 18

4.2.4写出相邻的两构件坐标系间的位姿矩阵 19

4.3运用Matlab编程进行机器人的模拟运动 20

4.4运动学方程的逆解 22

4.5确定机器人的工作23

4.6 运用ADAMS对模型进行仿真 25

4.6.1虚拟样机技术概述 25

4.6.2 导入ADAMS仿真前的步骤 25

4.6.3运用ADAMS对机械手进行仿真 28

4.6.4用ADAMS仿真后处理 29

结论 31

致 谢 32

参考文献 33

第1章 绪 论

1.1 课题的提出

水泥制造业在国内外是一个国家关于国民经济和基础产业，水泥制造行业是衡量一个国家经济发展水平高低标准的水平在这个国家的发展显现。目前，水泥制造行业，是中国人民的迅猛发展，像大多数工业产品的良好业绩，水泥制造码垛机器人，因此占据了水泥工业制造过程中的重要地位。目前，水泥生产线码垛机器人产业发展迅猛。越来越多的水泥生产线码垛机器人正在生产。

水泥生产线码垛机器人运动分析是研制中的重要组成部分，水泥生产线码垛机器人运行装置的工作过程是指通过对水泥码垛工作的各个参数进行设计研究，从而确定一个水泥码垛的工作过程是否满足设计要求。当前我国水泥制造机器行业正在蓬勃发展。由于众所周知的原因，我国的水泥制造机器工业虽起步于上世纪60年代，但却踯躅于70年代，徘徊在80年代，直到改革开放我国政府提出把水泥制造机器工业作为支柱性产业重点发展，才开始快速发展。正是由于这些曲折和波折，使我国水泥制造机器业的设计、制造、应用等各领域的技术水平均大幅落后于其他发达国家，水泥制造机器设计研究领域也是没有例外。

改革开放以来，受政策的支持和资金的扶持，以及各厂家和相关单位及院校的共同努力，我国的水泥制造机器工业大踏步向前发展，取得了不小的进步，我国的水泥制造机器产量在2004年已经跃居世界第1位，我国的技术水平也相应取得了飞速的发展，我国水泥制造机器的大量出口已指日可待。作为水泥制造机器技术一部分的水泥制造机器设计研究领域也取得了一些显著成果。由于一直紧跟国外先进水泥制造机器的设计研究研究方法，从理论上也达到了较高的水平，基本上达到了世界的平均水平，但是由于成本和技术的限制，普遍还尚未应用于教学、科研和生产部门。