针对国内水泥生产企业在袋装水泥装车过程中的工作环境恶劣、工人劳动强度大、生产效率低等问题,以及装车过程中的高速、重载、工作空间大等方面要求,提出一种新型袋装水泥装车机器人机构。在机构运动学、轨迹规划、动力学等理论分析的基础上,搭建了机器人控制系统,研究了机器人装车过程控制技术,开发了控制软件,实现了机器人自动装车过程控制。根据功能需求分析,提出了袋装水泥装车机器人整体结构方案及机械手结构,通过Solid Works软件建立机器人三维结构模型,确定了机构尺寸参数,研究了装车机的整体运动方案和机械手部分的运动规律,进行了机械手运动学分析,得出运动学正逆解模型。以高速、平稳运动为目标确定了机械手运动方案,进行了机械手运动轨迹规划。基于关节空间和直角坐标空间轨迹规划方法,以及多项式插值法对运动轨迹进行规划,得到机械手运动过程中各关节的驱动函数,并通过MATLAB软件进行仿真,分析了方案的合理性。基于拉格朗日方程建立了机械手动力学模型,利用ADMAS软件进行了机械手运动过程中动力学仿真,分析各关节转矩变化情况,并进行了伺服电机选型。针对在机械手运动过程中出现的因轨迹变化产生的电机转矩变化的问题,提出了配置飞轮的解决方案,有效提高了伺服电机控制的稳定性。基于上述理论分析,进行了装车机械手控制系统硬件组态,搭建了基于三菱Q系列PLC+Motion CPU模块的控制系统。研究了8轴联动的运动控制、连续轨迹控制和数据传输等技术,开发了装车机器人控制程序,实现了装车机整机控制。该研究成果对水泥装车过程中减小劳动强度、改善作业环境、增大工作空间、提高作业自动化水平等方面具有重要意义。