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成捆型材下料自动化生产线的研发

2020-12-03阅读(771)

成捆型材下料自动化生产线的研发

论文摘要

型材被广泛的应用于各种建造领域。型材下料一般是人工装夹后进行手动切割,存在自动化程度低、生产效率低、劳动强度大、工作环境差、产品质量难以保证等问题。为此,本文基于型材下料生产线工艺的研究,优化了自动化下料生产线的布局,研发了成捆型材锯切自动化生产线,并对部分关键工位进行了研究,主要研究内容如下:(1)对当前企业成捆型材锯切工艺进行调研、分析,再查阅该领域相关文献,制定自动化切割工艺路线,并且对切割生产线的布局进行优化。(2)研发出型材端面推齐设备,并对单层型材的不同堆放情况进行水平和有角度推齐分析,得到两种推齐方式的最大推齐力及型材较佳的堆放情形,为推齐机构设计提供依据。(3)设计了一套针对成捆型材的自动化下料机械手结构,利用ANSYS Workbench对机械手主要位置进行静力学分析,找出结构危险情况,并对机械手桁架进行模态分析,算出其固有频率,避免可能发生的共振工作频率。此外,还利用Workbench自带的优化模块对主梁进行多目标优化设计,提升了设备性能。(4)基于MES系统的需求,对现有带锯床进行了智能化升级与改造,提出了带锯床智能化控制方案。本文研究的成捆型材锯切自动化生产线能有效的改善当前人工切割线存在的生产效率低、产品质量不稳定、工作环境差等问题,具有较高的工程意义。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 符号说明
  • 第1章 绪论
  •   1.1 课题背景及意义
  •     1.1.1 研究背景
  •     1.1.2 研究的目的及意义
  •   1.2 锯切型材自动化下料线国内外现状
  •     1.2.1 带锯床国内外研究现状
  •     1.2.2 桁架机械手国内外研究现状
  •     1.2.3 推齐机构研究现状
  •   1.3 结构优化技术研究现状
  •   1.4 研究内容
  • 第2章 自动化生产线的工艺研究及布局设计
  •   2.1 引言
  •   2.2 型材下料自动化下料生产线的设计要求与工艺分析
  •     2.2.1 传统锯切生产线的工艺路线
  •     2.2.2 自动化生产线的需求分析
  •     2.2.3 锯切自动化生产线的工艺路线制定
  •   2.3 锯切下料自动化生产线的功能实现
  •     2.3.1 上料设备
  •     2.3.2 送料机构
  •     2.3.3 推齐设备
  •     2.3.4 锯切设备
  •     2.3.5 下料设备
  •   2.4 型材锯切自动化生产线的整体布局
  •   2.5 本章小结
  • 第3章 型材推齐装置的设计及推齐力分析
  •   3.1 引言
  •   3.2 型材推齐装置的结构设计
  •     3.2.1 型材推齐装置的功能需求分析
  •     3.2.2 建立功能模型
  •     3.2.3 型材推齐装置的方案设计
  •     3.2.4 型材推齐装置的结构设计
  •   3.3 推齐力的分析
  •     3.3.1 水平平推时推齐力分析
  •     3.3.2 有角度斜推时推齐力分析
  •   3.4 本章小结
  • 第4章 下料机械手的结构设计及优化
  •   4.1 引言
  •   4.2 下料机械手的结构设计
  •     4.2.1 下料机械手的功能需求分析
  •     4.2.2 建立功能模型及方案确立
  •     4.2.3 自动下料设备的结构设计
  •   4.3 下料机械手的关键部位有限元仿真
  •     4.3.1 下料机械手桁架静力学仿真
  •     4.3.2 下料机械手X方向移动平台静力学仿真分析
  •     4.3.3 下料机械手Y方向移动平台静力学分析
  •     4.3.4 下料机械手Z方向移动平台主梁静力学分析
  •     4.3.5 下料机械手桁架的模态分析
  •   4.4 下料机械手的主梁多目标遗传算法结构优化
  •     4.4.1 多目标遗传算法概述
  •     4.4.2 ANSYS WORKBENCH 结构优化设计
  •     4.4.3 主梁的多目标优化设计
  •     4.4.4 优化过程及结果的分析
  •   4.5 本章小节
  • 第5章 基于MES的带锯床智能控制系统的设计
  •   5.1 引言
  •   5.2 自动化生产线MES系统介绍
  •     5.2.1 MES系统在生产管理中的任务
  •     5.2.2 MES 系统与 PLC 通信
  •     5.2.3 MES系统功能需求及架构
  •   5.3 带锯床系统智能化方案设计
  •     5.3.1 带锯床系统智能化需求分析
  •     5.3.2 MES与带锯床的信息交互
  •     5.3.3 MES与带锯床数据传输方式
  •     5.3.4 带锯床电气架构
  •     5.3.5 系统软件架构设计
  •   5.4 本章小节
  • 第6章 总结与展望
  •   6.1 总结
  •   6.2 创新点
  •   6.3 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间参加的科研项目和成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 汪尚

    导师: 梁利华,江平

    关键词: 型材,自动锯切,推齐力分析,优化设计,智能控制

    来源: 浙江工业大学

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 金属学及金属工艺

    单位: 浙江工业大学

    分类号: TG48

    总页数: 110

    文件大小: 6117K

    下载量: 166

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