【摘 要】
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随着大气治理相关政策的出台,市场上对治理大气中氮、硫氧化物的催化剂需求激增,尤其是蜂窝式脱硝催化剂。但是在蜂窝式脱硝催化剂的生产中,还不能全部实现自动化生产,蜂窝式
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随着大气治理相关政策的出台,市场上对治理大气中氮、硫氧化物的催化剂需求激增,尤其是蜂窝式脱硝催化剂。但是在蜂窝式脱硝催化剂的生产中,还不能全部实现自动化生产,蜂窝式催化剂生产的最后两道工序:浸液和码垛,仍需要人工去完成,这严重影响了催化剂产量的进一步提升。近年来在“中国制造2025”的驱动下,我国众多传统制造型企业将工业机械手引入并融合在生产线中。由于蜂窝式催化剂生产工艺复杂,将普通的工业机械手引入催化剂生产线中仍不能满足生产要求。因此本文深入研究蜂窝式催化剂的生产工艺,设计了一台专门用于蜂窝式催化剂浸液与码垛的机械手。本文的主要分析和研究内容如下:首先,根据工况条件和生产工艺分析明确了浸液码垛机械手应具备的主要功能,然后从几种典型的码垛机械手中初步选择了两种结构类型的码垛机械手:旋转关节式码垛机械手和直角坐标式码垛机械手,并根据两种结构类型的机械手制定两套设计方案。对两套设计方案进行综合对比,最后确定选用直角坐标式码垛机械手的设计方案,同时确定了机械手的主要参数并还对工作流程和原理进行了阐述。其次,运用模块化设计方法对浸液码垛机械手的龙门框架、抓取模块、浸液模块和码垛模块进行了详细的结构设计和关键部件的选型计算,将设计好的各模块进行连接设计和连接驱动选型计算,最后将各模块组合成浸液码垛机械手的总体结构。然后,运用有限元分析软件ANSYS Workbench对浸液码垛机械手的重要部件进行静力学分析和模态分析,根据静力学分析结果对相关部件进行强度和刚度校核,根据模态分析结果对龙门框架、悬挂板和连接滑台进行振型分析,并对机械手振动故障进行预判,接着对浸液模块的悬挂板进行了优化设计。最后,根据浸液码垛机械手的控制特点确定了系统的总体控制方案,并选用台达的PLC作为核心控制器,同时还设计了系统的硬件结构图,接着对系统气压回路和关键电路进行了设计。根据工艺流程、时间参数和位置参数编写了PLC控制程序,最后对控制系统的人机交互界面进行了开发、设计和试验。
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