專利名稱：試樣自動輸送及分揀系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于鋼鐵試樣的自動化系統(tǒng)，特別是涉及一種鋼鐵試樣的自 動輸送與分揀系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著煉鋼工藝現(xiàn)代化水平的提高，爐前化驗結(jié)果的反饋時間要求越來越短，這就 要求鋼水化驗的各道工序盡量快捷、自動化。風動送樣作為化驗工藝的重要一環(huán)，實現(xiàn)試樣 快捷有序的全自動傳輸非常關(guān)鍵。國內(nèi)生產(chǎn)的風送系統(tǒng)一般采用單機輸送方式，試樣輸送 及分揀相互獨立，且試樣分揀亦采用手工方式進行，這就不可能將輸送及分揀系統(tǒng)整合成 一套復雜的全自動處理線。現(xiàn)階段國內(nèi)相應的技術(shù)和設備越來越不能滿足試樣快速分析的 需要。隨著國內(nèi)對該自動系統(tǒng)需求的增加，研制先進的試樣自動輸送及分揀系統(tǒng)成為必然。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種試樣自動輸送及分揀系統(tǒng)，本系統(tǒng) 高度集成，自動化程度高。本實用新型所采用的技術(shù)方案是試樣自動輸送及分揀系統(tǒng)包括風送分站、風送 總站、皮帶傳送裝置、抓取裝置及分度臺和集成控制裝置，風送分站通過封閉輸送管道接至 風送總站，風送總站通過皮帶傳送裝置接至抓取裝置及分度臺，集成控制裝置和上述各裝 置均電連接。本實用新型的優(yōu)點本實用新型的集成化和自動化程度高，主要體現(xiàn)在試樣采用全自動方式開/封 蓋和釋放；空樣盒自動返回；根據(jù)試樣的來源和檢驗要求進行試樣自動分揀；對分揀后的 試樣進行自動輸送。本實用新型通過特殊裝置及控制方法解決厚薄樣在自動系統(tǒng)內(nèi)較難處理的問題， 將其整合于自動系統(tǒng)內(nèi)，因此該系統(tǒng)可處理鋼廠常見的各種類型的試樣。本實用新型將樣盒開蓋翻轉(zhuǎn)、樣盒返回、試樣分揀、識別及輸送等各工藝環(huán)節(jié)整合 成一套全自動的集成工藝系統(tǒng)。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)原理圖。圖2是本實用新型的系統(tǒng)平面布置圖。圖3是風送總站的結(jié)構(gòu)組成圖。圖4-1 4-3是風送總站收發(fā)柜的結(jié)構(gòu)圖。圖5是分送總站的皮帶傳送系統(tǒng)布置圖。圖中，1是風送分站；2是輸送管道；3是風送總站；4是分站收發(fā)柜；5是分站壓縮 空氣罐；6是第一主皮帶；7是第二主皮帶；8是第一副皮帶；9是第三主皮帶；10是第二副皮帶；11是總站收發(fā)柜；12是總站壓縮空氣罐；13是抓取裝置及氣動分度臺；14是導向槽； 15是試樣；16是機械手；17是氣動分度臺；18是機器人取樣區(qū)；19是自動開蓋及樣盒自動 返回裝置；20是試樣自動傾翻及釋放裝置；21是圓柱樣溜管；22是鋼樣溜管；23是渣溜管； 24是機架；25是夾緊裝置；26是擺臺；27是帶滑軌無桿氣缸。
具體實施方式
本實用新型采用從分站至總站的試樣在封閉管道內(nèi)的自動正壓氣力輸送工藝、試 樣全自動方式開/封蓋和釋放工藝、空樣盒自動返回工藝、根據(jù)試樣的來源和檢驗要求進 行自動試樣分揀的工藝、對分揀后的試樣進行自動輸送和存儲的工藝；本實用新型還通過 特殊裝置及控制方法解決厚薄樣在自動系統(tǒng)內(nèi)較難處理的問題，將其整合于自動系統(tǒng)內(nèi)， 因此該系統(tǒng)可識別和處理鋼廠常見的各種類型的試樣；本實用新型將樣盒開蓋翻轉(zhuǎn)、樣盒 返回、試樣分揀、識別及輸送等各工藝環(huán)節(jié)整合成一套全自動的集成工藝系統(tǒng)。如圖1 圖3所示，試樣自動輸送及分揀系統(tǒng)包括風送分站1(即車間收發(fā)柜)、 正壓氣力輸送裝置、風送總站3 (即化驗室收發(fā)柜)、皮帶傳送裝置、抓取裝置及分度臺13 和集成控制系統(tǒng)，風送分站1通過封閉輸送管道2和封閉輸送管道2上的正壓氣力輸送 裝置接至風送總站3，風送總站3通過皮帶傳送裝置接至抓取裝置及分度臺13，集成控制 裝置和上述各裝置均電連接。集成控制裝置包括端子板和空氣開關(guān)。各控制裝置可通過 PR0FIBUS-DP (分散型外圍設備現(xiàn)場總線)和被控制設備實現(xiàn)電連接。封閉輸送管道2和皮 帶傳送裝置上安裝光電裝置，光電裝置包括投光器和受光器。如圖4-1 圖4-3所示，風送總站3采用總站收發(fā)柜組11，圖4_1 圖4_3顯示 了單個總站收發(fā)柜11的結(jié)構(gòu)，其中圖4-1是主視圖，圖4-2是左視圖，圖4-3是俯視圖。總 站收發(fā)柜11包括帶滑軌無桿氣缸27、擺臺26、夾緊裝置25、自動開蓋及樣盒自動返回裝置 19、試樣自動傾翻及釋放裝置20、圓柱樣溜管21、鋼樣溜管22和渣樣溜管23，結(jié)構(gòu)緊湊且維 護方便。其連接關(guān)系為自動開蓋及樣盒自動返回裝置19位于柜機架24上部，上接封閉輸 送管道2。工作狀態(tài)時自動開蓋及樣盒自動返回裝置19的下部出口和試樣自動傾翻及釋放 裝置20的上入口對應，試樣自動傾翻及釋放裝置20位于柜機架24中部。柜機架24中部 還接有圓柱樣溜管21、鋼樣溜管22和渣溜管23。夾緊裝置25位于試樣自動傾翻及釋放裝 置20的上入口處，擺臺26的下面接有帶滑軌無桿氣缸27。風送分站1采用分站收發(fā)柜4，分站收發(fā)柜4里裝有機械開蓋器，并配置鍵盤輸入 設備用于試樣信息輸入；分站收發(fā)柜4旁設置有試樣去毛刺和切柄機構(gòu)。如圖2所示，每個風送分站1的收發(fā)柜接有分站壓縮空氣罐5，風送總站3的收發(fā) 柜組則接有總站壓縮空氣罐12。這些壓縮空氣罐用作壓縮空氣供應系統(tǒng)。如圖3和圖5所示，皮帶傳送裝置包括第一主皮帶6、第一副皮帶8、第二主皮帶7、 第二副皮帶10、第三主皮帶9。第一主皮帶6、第一副皮帶8、第二主皮帶7和第二副皮帶10 均位于風送總站3下方，這不但節(jié)省了空間，而且使總站渾然一體、美觀大方。風送總站3 通過第三主皮帶9接至抓取裝置及分度臺13。第三主皮帶9上裝有導向槽14及厚薄樣方 向檢測裝置，專門用于試樣15中厚薄樣的處理。皮帶傳送裝置由皮帶控制系統(tǒng)控制。試樣抓取裝置和分度臺是本工藝系統(tǒng)的最后兩個組成環(huán)節(jié)，分度臺是圓形的試樣 緩存臺。試樣抓取裝置采用帶換向功能的三維機械手16，負責將試樣從皮帶上抓取到分度
4臺上，最后由使用機器人的自動制樣及化驗系統(tǒng)從分度臺上取走試樣。實施例如圖1 圖5所示，車間收發(fā)柜有9臺，依次編號1 9號車間柜，化驗室收發(fā)柜 組也由9臺收發(fā)柜組成，依次編號。每臺車間收發(fā)柜和對應的化驗室總站收發(fā)柜11通過封 閉管道連接。封閉管道上布置有光電裝置和泄壓裝置。各部分工作過程如下1)風送分站1風送分站1的收發(fā)柜由人工操作，樣盒由人工取出經(jīng)機械開蓋器打開和關(guān)閉樣 盒，然后輸入試樣信息、放入樣品和票簽，最后經(jīng)人工將樣盒放入分站收發(fā)柜4按鍵發(fā)送。2)風送總站3風送總站3的樣盒收發(fā)柜實現(xiàn)樣盒的自動接收、平移、開/封蓋、旋轉(zhuǎn)、返回等功 能，可根據(jù)試樣信息自動判別試樣類別，并在開蓋后將不同類別的試樣分別倒入相應的溜 槽內(nèi)。總站設置一塊系統(tǒng)故障顯示面板，方便系統(tǒng)維護。總站各收發(fā)柜分別安裝觸摸屏，能設置總站收發(fā)柜11處于自動、手動操作或手動 調(diào)試狀態(tài)；在手動操作狀態(tài)時進行手動接收和發(fā)送操作；在設備維護時對各動作元件進行 手動強制操作。3)試樣分揀傳輸部分(即皮帶傳送系統(tǒng))如圖5所示，皮帶傳送系統(tǒng)按三條主皮帶/兩條副皮帶方式水平布局。第一主皮 帶6、第二主皮帶7分別用來輸送渣樣和圓柱樣，第三主皮帶9用來將兩條副皮帶送來的厚 薄樣和球拍樣輸送到圓形試樣分度臺17，然后由機械手16將試樣抓入后續(xù)自動試樣化驗 系統(tǒng)。渣樣和圓柱樣通過皮帶直接輸送到人工取樣位置，并在該位置分別設置一臺標簽 打印機，當操作人員取走試樣后，打印機自動或手動確認后打印出相應的標簽。副皮帶按“先到先走”的原則運行，試樣按到樣的時間先后依次進入副皮帶。當檢測到試樣后，第三主皮帶9開始運行，第三主皮帶9的光電裝置檢測樣品類 型，若為厚薄樣，則判別其方向并由試樣抓取裝置將之調(diào)整至給定方向，并由試樣抓取裝置 抓入圓形試樣分度臺。若為其他類型試樣，則直接由試樣抓取裝置抓入圓形試樣分度臺。試樣抓取裝置同氣動分度臺17、機器人取樣區(qū)18 —體，分度臺有8個試樣存放位 置用于存放厚薄樣或球拍樣，分度臺氣動旋轉(zhuǎn)，制樣機器人從分度臺固定位置抓取試樣至 試樣自動化驗系統(tǒng)進行處理。4)電控系統(tǒng)(即集成控制系統(tǒng))集成控制系統(tǒng)配備西門子S7-400型高端可編程序控制器對多套風送設備進行控 制。本系統(tǒng)具有記錄試樣有關(guān)數(shù)據(jù)和補充/更正樣號以及對所有信息進行智能判別、統(tǒng)計、 儲存等功能，并具有故障判斷、記錄、統(tǒng)計、記時等功能。所有信號采集均采用接近開關(guān)或光電開關(guān)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。5)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸通過PR0FIBUS-DP實現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸部分主要的功能為采集計劃數(shù)據(jù)進行分類處理；
5[0043]將風送分站1發(fā)送的試樣信息數(shù)據(jù)傳輸至總站工控機處理，進行排序、儲存、錯誤 信息修正、上拋等操作；向制樣機器人傳送相應的試樣信息。在試樣輸送及分揀部分對試樣排序后，試樣相應的數(shù)據(jù)也將以同樣的順序自動進 行數(shù)據(jù)排序，在試樣被制樣機器人抓取時，其相應的數(shù)據(jù)同步傳輸給后續(xù)機器人系統(tǒng)。6)系統(tǒng)編程所有操作系統(tǒng)均選用Windows XP，人機界面及數(shù)據(jù)庫管理采用組態(tài)王軟件開發(fā)， 后臺數(shù)據(jù)庫使用SQL Server。
權(quán)利要求試樣自動輸送及分揀系統(tǒng)，其特征在于包括風送分站、風送總站、皮帶傳送裝置、抓取裝置及分度臺和集成控制裝置，風送分站通過封閉輸送管道接至風送總站，風送總站通過皮帶傳送裝置接至抓取裝置及分度臺，集成控制裝置和上述各裝置均電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于風送總站采用總站收發(fā)柜組，總站收發(fā)柜 組包括自動開蓋及樣盒自動返回裝置、試樣自動傾翻及釋放裝置、圓柱樣溜管、鋼樣溜管和 渣溜管，自動開蓋及樣盒自動返回裝置位于柜組機架上部，上接封閉輸送管道；工作狀態(tài)時 自動開蓋及樣盒自動返回裝置的下部出口和試樣自動傾翻及釋放裝置的上入口對應，試樣 自動傾翻及釋放裝置位于柜組機架中部；柜組機架中部還接有圓柱樣溜管、鋼樣溜管和渣 溜管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于風送分站采用分站收發(fā)柜，分站收發(fā)柜里 裝有機械開蓋器，并配置鍵盤輸入設備；分站收發(fā)柜旁設置有試樣去毛刺和切柄機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于皮帶傳送裝置包括第一主皮帶、第一副皮 帶、第二主皮帶、第二副皮帶、第三主皮帶；第一主皮帶、第一副皮帶、第二主皮帶和第二副 皮帶均位于風送總站下方，風送總站通過第三主皮帶接至抓取裝置及分度臺；皮帶傳送裝 置還接有皮帶控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于抓取裝置采用三維機械手，分度臺采用圓 形試樣緩存臺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于封閉輸送管道和皮帶傳送 裝置上均裝有光電裝置，光電裝置包括投光器和受光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于每個風送分站的收發(fā)柜接有分站壓 縮空氣罐，風送總站的收發(fā)柜組則接有總站壓縮空氣罐。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于第三主皮帶上裝有導向槽及厚薄樣方向 檢測裝置。
專利摘要本實用新型提供了一種試樣自動輸送及分揀系統(tǒng)，其包括風送分站、風送總站、皮帶傳送裝置、抓取裝置及分度臺和集成控制裝置，風送分站通過封閉輸送管道接至風送總站，風送總站通過皮帶傳送裝置接至抓取裝置及分度臺，集成控制裝置和上述各裝置均電連接。本系統(tǒng)高度集成化，自動化程度高。
文檔編號G01N35/04GK201740786SQ20092022781
公開日2011年2月9日 申請日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者田俊慧, 郭宏亮, 郭繼東, 陳建軍, 黃灝 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司