河北工业大学城市学院
毕业设计说明书
作者：徐扬学号：116061
系：机械工程系
专业：机械设计制造及其自动化
题目：一种用于水泥包装生产线的码垛机器人的结构设计
指导者：戚开诚讲师
(姓名) (专业技术职务)
评阅者：
(姓名) (专业技术职务)
2015 年 5 月29 日
河北工业大学城市学院2015届本科毕业设计说明书
毕业设计中文摘要
题目：一种用于水泥生产线的码垛机器人的结构设计 摘要： 本设计为一种应用于水泥生产线的码垛机器人的结构设计，本次设计的主要内容有以下几点： 1. 查阅文献，了解码垛机器人的课题背景，将所查到的资料进行综合整理，对国内外的码垛机器人研究现状进行了解和学习，从而对码垛机器人的结构设计有了初步了解。 2. 对机器人的结构形式进行选择和优化，尽可能减轻机器人的质量，减小机器人的体积，使之运动更加灵活。在此基础之上选择适合机械手的驱动方式，经过综合的对比，最终选择了科尔摩根AKM伺服电机以及日本帝人RV系列减速器。 3. 结构设计完成后，选用Solid Works软件来设计主要零部件，创建虚拟样机模型。 4. 最后进行运动仿真，生成动画，并且绘制装配图和主要零件的零件图。 关键词：水泥，码垛机器人，结构设计。 河北工业大学城市学院2015届本科毕业设计说明书
毕业设计（论文）外文摘要
Title： A structural design of palletizing robot for cement production line Abstract： The design is a structural design of palletizing robot for cement production line.The content of this design mainly has the following points: 1.Consult the literature,we know about the project back ground of the palletizing robot.We put the information to make a comprehensive arrangement，learn about the research status of palletizing robot at home and abroad.Then we have the preliminary understanding of palletizing robot. 2.Choose and optimize the structure of the robot，reduct its quality and volume as far as possible,which makes its movement be more flexible.On this basis to choose a suited drive way for the mechanical arm.After a comprehensive comparison, we chose cole Morgan AKM servo motor and Japan teijin RV reducer series at last. 3.After the completion of the robot structure design, using Solid Works software to design the main components and build the virtual prototype model. 4.The last,to do a movement simulation,generate a animation,and draw the assembly drawing and part drawing of main parts. Keywords： cement palletizing robot structural design
河北工业大学城市学院2015届本科毕业设计说明书
目 次
1 引言（或绪论）??????????????????????????????1 1.11.21.31.4
码垛机器人的课题背景??????????????????????1 码垛机器人的研究现状??????????????????????1 码垛机器人的研究内容及方案初步设计???????????????4 任务书要求完成进度??????????????????????? 5
2 水泥码垛机器人总体方案的确定?????????????????????6 2.1 水泥码垛机器人结构形式的选择????????????????6 2.2 码垛机器人结构设计总体方案的确定????????????????7 2.3水泥码垛机器人传动方案的设计????????????????10 2. 4 水泥码垛机器人结构具体设计???????????????????12 3 水泥码垛机器人工程图的设计??????????????????18 3.1 水泥码垛机器人结构形式的选择?????????????????18 3.2 码垛机器人设计过程中的计算与校核???????????????18 结论???????????????????????????????25 参考文献??????????????????????????????26 致谢??????????????????????????????29
河北工业大学城市学院2015届本科毕业设计说明书
1 引言（或绪论）
1．1 码垛机器人的课题背景
水泥产业自从被发明出来就成为了在建筑方面无可替代的建筑材料。经济建设的同时，道路工程、水利水电、城市改建和扩张等基础建设发展迅猛，因此作为建筑材料的水泥每年都会大幅度增长，而水泥加工车间的高粉尘污染、码垛环节劳动强度大、劳动成本的暴涨等导致企业面临严重的用工困难等问题。据此，不断实现我国由“中国制造”向“中国创造”转变、提高生产效率、实现全自动化生产线的需求越来越迫切。
码垛机器人是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的获取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品。水泥码垛机器人技术在水泥生产过程中可以提高劳动生产效率、降低水泥的成本、使工人不再那么辛苦、改善工人的工作环境，拥有很高的经济和现实意义。日本、德国、美国在码垛机器人的开发中已取得了很好的成绩，我国则是初生婴儿，还需继续努力，抓紧提高研究水平。
[1]
1．2码垛机器人的研究现状
国外研究现状：
最早应用码垛机器人的国家是日本和瑞典。在上世纪70年代末期，日本首次使用了码垛机器人进行作业。1974年，瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料的搬运[2]。另外，对机器人的研究有很好的水准的国家还有德、韩和意大利等国家。日本、德国、美国、瑞典、意大利、韩国等国家靠着计算机技术、机器人技术以及人工智能控制等技术的不断发展，在包装码垛机器人的研究上做了很多工作，相继推出了属于自己的码垛机器人，如瑞典国家研发的ABB系列、德国研发的的KUKA系列（见图1.1）、日本研发的的FANUC和OKURA以及FUJI系列等（见图1.2）。这些码垛机器人轴数一般为4～6轴。一般采用铸铝材料来制作机器人主体，这种材料很轻巧，机构
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