本文關鍵詞：AL3激光切割柔性生產(chǎn)線的布局及上下料系統(tǒng)設計與研究

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【摘要】：自從激光問世五十余年以來,隨著科技的進步和社會經(jīng)濟的發(fā)展,激光技術得到飛速的發(fā)展,尤其激光加工技術在鈑金加工方面得到廣泛的應用。然而隨著客戶對鈑金加工生產(chǎn)線的個性化定制要求不斷提高,為了減少勞動力成本,提高生產(chǎn)效率,使單一的數(shù)控激光板材加工向著高智能化、高自動化的數(shù)控激光鈑金柔性生產(chǎn)線方向發(fā)展。目前正在研發(fā)的由光纖激光切割機與自動生產(chǎn)線有機聯(lián)接的AL3(Automatic Laser 3m)數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線,能夠減小有效加工時間,降低成本,最大程度地提升設備的綜合產(chǎn)能。在此研究過程中如何提高生產(chǎn)線的工作效率,仍然是工程設計人員面臨的難題。本文主要研究了AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線的布局；對AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線中上下料系統(tǒng)進行了設計與研究；測試分析了下料系統(tǒng)橫梁的動態(tài)性能,使得數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線的工作效率大大提高。本文研究主要內(nèi)容如下：1)首先對AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線各個系統(tǒng)單元的選用、用途和特點以及各個系統(tǒng)單元在AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線中的作用進行了闡述,并研究了AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線的布局,給出了五種不同的排布方案,并通過各個方案之間的比較,得出AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線的最佳布局方案。2)然后對AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線上下料系統(tǒng)進行了設計,提出了上下料系統(tǒng)設計中的兩個關鍵性問題,一是上下料系統(tǒng)的導軌系統(tǒng)設計,二是上下料系統(tǒng)的橫梁設計。對于上下料系統(tǒng)的導軌系統(tǒng)設計,通過對傳統(tǒng)的滾動導軌和新型的滾輪導軌兩種設計方案的性能、優(yōu)缺點及加減速度曲線進行比較,得出滾輪導軌方案更加可行,性能更加優(yōu)越；對于上下料系統(tǒng)的橫梁設計,采用SolidWorks三維設計軟件和MIDAS NFX有限元軟件對上下料系統(tǒng)的橫梁進行建模、靜力分析、模態(tài)分析及結構改進設計,得到可行的橫梁結構,對AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線上下料系統(tǒng)的橫梁設計具有一定的指導意義。3)最后對AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線下料系統(tǒng)橫梁的動態(tài)性能進行測試,主要包括動位移和加速度測試,得到下料系統(tǒng)的最佳工況：下料系統(tǒng)走線速度為100m/min,加速度為0.4042g(3.96m/s2),在此工況下上下系統(tǒng)的上下料循環(huán)時間與客戶要求的40s相比減少了26.5%；同時得到下料系統(tǒng)較好的額定工況：下料系統(tǒng)走線速度為150m/min,加速度為0.5062g(4.96m/s2),在此工況下上下料系統(tǒng)的上下料循環(huán)時間與客戶要求的40s相比減少了38.6%,大大提高了AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線的工作效率。
【關鍵詞】：柔性生產(chǎn)線 上下料系統(tǒng) 導軌設計 橫梁設計 動態(tài)性能
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP278;TN249
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 柔性生產(chǎn)線的分類及研究現(xiàn)狀8-10
• 1.1.1 偏剛性的柔性生產(chǎn)線8-9
• 1.1.2 混合型柔性生產(chǎn)線9
• 1.1.3 偏柔性的柔性生產(chǎn)線9-10
• 1.2 鈑金柔性生產(chǎn)線的發(fā)展方向10-12
• 1.3 鈑金自動上下料系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 研究背景及意義13
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.6 本章小結14-15
• 第二章 AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線布局研究15-25
• 2.1 AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線的組成15-20
• 2.1.1 激光切割系統(tǒng)15-16
• 2.1.2 單列料庫系統(tǒng)16-18
• 2.1.3 上下料系統(tǒng)18-19
• 2.1.4 物流系統(tǒng)及控制系統(tǒng)19-20
• 2.2 AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線的布局20-24
• 2.3 本章小結24-25
• 第三章 AL3數(shù)控激光切割柔性生產(chǎn)線上下料系統(tǒng)設計25-50
• 3.1 上下料系統(tǒng)結構設計25-26
• 3.2 上下料系統(tǒng)的導軌系統(tǒng)設計26-41
• 3.2.1 直線滾動導軌27
• 3.2.2 直線滾動導軌設計分析27-31
• 3.2.3 上下料系統(tǒng)的直線滾動導軌設計31-36
• 3.2.4 新型滾輪導軌直線運動系統(tǒng)設計36-37
• 3.2.5 滾輪導軌系統(tǒng)壽命計算37-39
• 3.2.6 滾輪導軌與直線滾珠導軌比較39-41
• 3.3 上下料系統(tǒng)的橫梁設計41-48
• 3.3.1 線性靜力分析與模態(tài)分析理論41-43
• 3.3.2 上下料系統(tǒng)的橫梁模型簡化及網(wǎng)格劃分43-44
• 3.3.3 上下料系統(tǒng)的橫梁靜力分析與模態(tài)分析44-46
• 3.3.4 上下料系統(tǒng)的橫梁結構改進設計46-48
• 3.4 本章小結48-50
• 第四章 下料系統(tǒng)橫梁動態(tài)性能測試50-64
• 4.1 下料系統(tǒng)橫梁動態(tài)性能測試條件50-52
• 4.2 下料系統(tǒng)橫梁動位移測試及數(shù)據(jù)結果分析52-59
• 4.2.1 測試方案52
• 4.2.2 各工況下位移測試波形圖52-55
• 4.2.3 各測點位移測試結果及分析55-58
• 4.2.4 各測點的動撓度58-59
• 4.3 下料系統(tǒng)橫梁加速度測試及數(shù)據(jù)結果分析59-63
• 4.3.1 測點位置示意圖59
• 4.3.2 各工況下加速度測試波形圖59-61
• 4.3.3 各測點加速度測試結果及分析61-63
• 4.4 本章小結63-64
• 第五章 總結與展望64-66
• 參考文獻66-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學位期間主要發(fā)表的論文69-70

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本文編號：864184