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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,并对优化结果作了验证,悬臂梁可以减重33%。根据所选用的冷却风机的型号,并结合CFD和传热学等方面知识,采用FLUENT对设备的冷却隔热系统进行了有限元分析,得出了箱体内部空气速度场、压力场和温度场的分布。测量了移动箱体内特殊点的温度并与理论分析值作对比,验证有限元模型建立的正确性,为以后的设计和分析提供了依据。通过减小等离子切割的功率,并将其应用到本设备上,在钢坯端面进行刻痕,能够标示出很小的字符,在小规格钢坯的标示方面有着广泛的应用前景。双激光测距系统的使用在很大程度上提高了标示的准确性,同时保护了标示设备。