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产品创新设计的能力已成为决定企业乃至国家在全球化竞争中地位的首要因素。利用产品创新技术和方法可以优化生产技术、整合生产工艺、调整产品结构、扩大生产规模、改进装备水平、提升产品质量、降低生产成本,从根本上提高企业的核心竞争力和发展动力。本文以某钢铁企业热轧型钢生产线上热钢坯在线自动打码系统的创新设计为研究对象,在综合分析国内外端面打码工艺和技术的基础上,采用TRIZ理论和计算机辅助设计对其进行创新设计,取得了较为满意的研究结果。论文的研究工作主要分为三部分:第一部分是对创新方法的比较和归纳总结,经过综合分析确定以TRIZ理论作为打码系统创新研究的方法和工具;第二部分以热钢连续轧制生产线的现有环境条件(约束条件)和打码的技术要求为研究对象,找出打码机创新设计的关键技术和核心问题,建立打码机的创新设计模型;第三部分是应用TRIZ创新方法和工具求解创新设计模型,得到打码机创新设计的关键思想和解决矛盾冲突问题的主要方案,综合分析得到打码机整机的创新结构。创新设计是企业发展和生存的根本,创新设计的方法有很多,多数的创新设计方法的应用具有较大的偶然性,难以形成科学的解决创新问题的技术路线和思路。本文通过对现有的创新设计的主要思想和方法经过综合比较,认为TRIZ理论相对其他传统的创新方法对于创新问题解决更具科学性,对设计师知识和经验的依赖性较低,可以避免设计过程中由于已有知识和经验的束缚,从而大大激发突破性思维;最后通过对TRIZ的原理、体系和方法的分析,在冲突解决、物-场模型和ARIZ三种工具中选择解决冲突的矛盾矩阵作为本论文创新的工具。热轧型钢端面的标识码是型钢在仓储、流通、使用时的身份码,是追溯产品质量的主要依据。某钢铁企业热轧型钢的端面打码受技术的限制一直采用人工打码的方式,存在着打码不清晰、偏码、错码、漏码等现象。热轧型钢端面打码存在的主要技术难点在于:(1)热轧型钢采用在线连续生产方式,经过多台锯切机锯切后成为初级产品,型钢在传输辊道上做纵向运行,其运动轨迹具有随机性;(2)型钢的规格型号多变,诸如150~260mm2、Φ120~Φ400mm、60×75mm2四连体方钢、75×75mm2三连体方钢等;(3)热钢打码需要在高温条件下进行,以降低打码的阻力,一般在600-800℃之间,并且需要在较快的时问内(10s内)完成打码动作。以TRIZ创新设计理论为指导,针对热轧型钢端面打码的技术需求,建立适合于TRIZ创新规范的创新模型,结合TRIZ的39个工程参数,将打码机技术创新冲突问题用10个需要改善的参数和10个恶化的参数进行描述,建立一个10×10的矛盾矩阵,在40个发明原理中找到TRIZ推荐使用的创新原理,得到打码头及打码方式的不同创新方案;经过优化组合和评价,构建了热轧型钢端面打码的最终创新设计方案为:以龙门架为主体结构、气动冲击打码、滚珠丝杠横向运动、螺旋升降机垂向运动、光电传感器定位的机电一体化打码系统。利用Pro/E三维软件建模完成了打码气缸、龙门框架、变速器等部件的三维实体模型,初步构建打码机的三维实体造型,为打码机及其传动、控制系统的进一步研究创造了条件。