特钢连铸线双激光测距标示设备的设计与研究

发布时间：2024-10-24 20:01

　　本文所研制的标示设备主要应用于特钢连铸生产线上,用于保证钢坯的质量。标示设备采用双激光测距,拥有更高的定位精度,并且可以防止标示过程中设备与钢坯的碰撞;使用单轴机器人作为写字机构运动的基本传递部件,运动精度高,寿命长;同时设备加装有隔热冷却装置,能够适应高温工作环境。通过分析厂方的标示要求和生产车间的情况,确定了标示设备的总体结构形式,并制定了相应的标示工艺流程;对比分析了常用标示方法的优缺点,选取了合适的标示原理。标示设备的机械部分由移动箱体和设备底座组成,本文着重介绍了移动箱体中的写字机构和隔热冷却装置,同时详细校核了重要零件的各项参数,确保设备工作的稳定性。设计了双激光测距系统,使用固定激光来防止移动箱体与钢坯的碰撞,使用扫描激光来防止写字机构与钢坯的碰撞。写字机构作为标示设备的核心部件,其动态性能对标示效果有着至关重要的影响,为了分析工作时的振动情况,需要对其进行动力学分析。本文使用ANSYS Workbench重点分析了单轴机器人滑块位置对写字机构模态的影响,同时还选取了典型字符进行共振分析,为PLC程序控制提供参考。使用响应曲面分析法对写字机构悬臂梁作了减重优化设计,并对优化...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外标示设备研究现状
        1.2.2 国内标示设备研究现状
    1.3 课题来源及研究意义
    1.4 课题研究内容
2 设备总体方案设计
    2.1 设备结构形式
        2.1.1 生产现场状况
        2.1.2 标示要求
        2.1.3 设备形式的设计与选择
    2.2 设备工作原理
    2.3 设备组成
    2.4 标示工艺流程
    2.5 设备传动方式的选取
    2.6 本章小结
3 设备结构设计
    3.1 写字机构的设计
        3.1.1 单轴机器人型号的选取
        3.1.2 KK模组的校核与分析
        3.1.3 伺服电机的选取
        3.1.4 联轴器的选取
    3.2 双激光测距系统的设计
    3.3 热防护装置的设计
        3.3.1 隔热装置的设计
        3.3.2 冷却系统的设计
    3.4 工程拖链的选取
    3.5 上箱体整体布局
    3.6 本章小结
4 写字机构有限元分析
    4.1 模态分析简介
        4.1.1 多自由度系统的振动
        4.1.2 模态分析
    4.2 写字机构的模态分析
        4.2.1 分析软件介绍
        4.2.2 模型处理
        4.2.3 写字机构模态分析
    4.3 Z向悬臂优化设计
        4.3.1 Z向悬臂结构
        4.3.2 静力结构分析
        4.3.3 响应曲面分析
        4.3.4 结果验证
    4.4 本章小结
5 设备冷却隔热系统数值分析
    5.1 计算流体力学基本理论
        5.1.1 计算流体力学简介
        5.1.2 计算流体力学基本方程
        5.1.3 流体运动的状态
    5.2 热传递的方式
    5.3 冷却系统模型的建立及分析前处理
        5.3.1 冷却系统模型的建立
        5.3.2 湍流模型
        5.3.3 网格划分和计算域的设置
        5.3.4 边界条件的设置
        5.3.5 求解初始化
    5.4 结果分析
    5.5 冷却系统优化分析
    5.6 结果总结与误差分析
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
7 参考文献
8 论文发表情况
9 致谢
附录



本文编号：4008167