食品安全问题一直是公众关注的热点问题,保证食品的安全卫生也成为了食品生产企业的重要内容。当前,火腿肠靠着快捷方便的优点,在中国肉制品市场中正占据越来越重要的位置。而国内大部分厂家对火腿肠外观质量的检测仍以人工检测为主,效率低下,影响着企业的进一步发展。本文以“河南双汇火腿肠外观质量在线检测系统项目”为依托,以设备支撑件的拓扑优化和生产线电气布局为研究内容,本文的目的是为设计检测效率高而且轻量化的设备做出贡献。本文首先介绍了研究背景和火腿肠质量检测设备的原理,结合项目过程中以经验设计为主的实际情况,为了得到性能更佳结构更轻的产品,在阅读了大量相关文献的基础上,提出将拓扑优化的思想和方法应用到火腿肠质量检测设备,并进行电气设备的布局研究,以实现对火腿肠外观质量有效准确地检测。其次对常用的拓扑优化表达方式和材料插值模型进行了介绍,较为系统地研究了均匀化理论和变密度法等材料插值方法,建立了基于固体各向同性惩罚微结构(SIMP)材料插值方法的连续体结构拓扑优化模型,为后续的拓扑优化理论和应用研究做了准备。　　 讨论了连续体结构拓扑优化的求解算法,分析比较了不同算法的特点和适用范围,重点推导了基于SIMP理论的以最小柔度为目标的数学模型的优化准则算法。建立了结构算法的流程,利用程序在Matlab中实现了拓扑优化,探讨了常见的数值不稳定现象,并针对算例中惩罚因子和过滤半径对拓扑优化结果的影响　　 进行了分析。　　 在此基础上为了验证拓扑优化算法在工程中的可行性,利用HyperWorks优化软件对火腿肠质量检测设备中的重要支撑件进行了拓扑优化。从仿真结果看,优化后的零部件刚度增加,重量减少,实现了轻量化设计,从而为以后的结构改造提供一定的参考依据。　　 最后针对火腿肠质量检测设备的电气控制系统,对生产线电气设备布局进行了研究。根据功能的不同,把生产线划分为入料,排序,检测和剔除四部分,分析设定了各个部分中电气器件的结构定位,明确了装置的工作流程和硬件功能,从而使得电气设备在设计的机械结构上能顺利安装和运行,以实现对火腿肠外观质量实时准确地检测。