国内传统的袋装水泥装车作业大多采用半自动化装车设备,依赖人工进行码垛装车,这种装车方式不仅生产效率低,还会造成大量粉尘污染,严重损害工人的健康。国外的袋装水泥自动化装车设备,虽然能实现全自动化作业,但不能适应国内运输车辆和袋装水泥规格多样性的现状。因此,研制一款适应国内水泥行业现状的袋装水泥自动化装车设备,对国内水泥行业生产技术的升级和发展具有重要意义。本文围绕袋装水泥自动装车系统的设计问题,提出了一种基于单包定位码放策略的袋装水泥自动装车系统的设计方法,分析了袋装水泥自动装车系统的组成结构和控制系统,并在句容台泥水泥有限公司进行了样机的安装和测试。实验结果表明该袋装水泥自动装车系统的设计合理,装袋过程实现了全自动化,可适应不同车厢和袋包尺寸,袋包码放整齐,基本满足袋装水泥自动装车要求。论文的主要工作如下:1、设计并分析了袋装水泥自动装车系统的组成结构,建立了其运动学数学模型。本文分析了自动装车系统的组成结构,基于装车系统结构的几何特性,先构建了钢丝绳协同运动模型,给出了竖直钢丝绳长度和斜拉钢丝绳长度的数值关系,再建立了系统的运动坐标系,通过运动学分析计算了装车系统的运动学正逆解的解析式。2、设计并分析了袋装水泥自动装车系统控制系统,提出了单包定位码放的控制策略。本文分析了袋装水泥自动装车系统控制系统的组成结构,对主要元器件进行选型,设计了车厢尺寸检测与定位、路径规划及速度匹配和当前码放袋包序列值求解算法,给出了装车系统各个关节的运动控制原理和装车作业的控制流程。3、设计并实现了袋装水泥自动装车系统的监控软件,实现了智能可视化操作。根据袋装水泥自动装车系统的工作需求,设计了监控软件,分别对监控软件的各个功能进行了具体分析,并编写了相应的程序模块,包括高速通讯、安全权限设置、监控与操作、数据管理和算法实现等。4、为了验证提出的袋装水泥自动装车系统设计方案是否可行,对样机的系统性能进行了测试。先对钢丝绳协同运动模型精度进行测试,结果证明了该模型的建模误差在允许范围内;接着,对车厢尺寸检测与定位算法进行了实验,结果显示车厢尺寸检测误差和定位误差满足装车工作的需求;随后,分别对袋装水泥自动装车系统沿x轴、y轴和z轴的运动精度进行了测试,结果表明运动控制方案是可行的;最后,对袋装水泥自动装车系统进行了现场装车作业测试,结果表明该装车方案满足系统的设计要求。