全自動存樣係統的分析與研究
科技研究
作者：白鋼?劉天昊
摘 要：全自動存樣係統是針對火力發電廠、港口、第三方煤炭檢測機構等製備出的試樣進行自動儲存的立體庫。該係統還可延伸應用到例如礦廠、鋼鐵廠等其他需要試樣存儲的公司和機構。該係統能實現煤樣編碼電子化、自動化管理、存取樣人員權限管理、實時記錄試樣存取過程、實時監控試樣狀態、自動提醒清理到期試樣等功能，從而實現對所存試樣全過程管控。
關鍵詞：框架；貨架；直角坐標
本係統由一台全自動存查樣庫、一套輸送線、電控係統、氣動係統等組成。
1.自動存查樣庫
自動存查樣庫也是一種立體庫的形態，由於儲存物料重量清，其主體框架可以由鋼型材焊接製成，也可以通過法蘭連接。都能保證其剛性和穩定性。框架外部采用鋼板彎曲噴塑製成造板，利用內六角螺釘連接，安裝利用空間小、方便，表麵美觀。內部采用直角坐標機器人完成物料插取和儲存的動作。直角坐標機器人可以X、Y、Z、3軸聯動，利用PLC程序控製伺服電機保證其精度要求。X軸選取齒輪、齒條或者同步帶作為主驅動，旁路配合導軌、滑塊作為導向。其安裝座通過機械加工保證其直線度、平麵度、孔的圓心度及各孔位的行位公差。直角坐標上部采用鋁型材通過角連接固定在框架上方，兩側由導向輪與彈簧構成導向裝置，通過彈簧的預緊力來確保直角坐標在X軸方向運行，左右方向沒有明顯跳動。Z軸采用伺服電機通過聯軸器帶動絲杠運行，或者采用鏈輪與同步帶的配合完成。通過負載，移動速度，行程，速比、空間布局等選取主動輪、從動輪齒數，計算負載，根據輸出軸轉數、扭矩，初步選取減速器與伺服電機。其移動通過導軌、滑塊作為導向。運行速度快、平穩、精度高。Y軸采用旋轉氣缸配合直線氣缸完成，可通過單向節流閥控製其運行速度。其中X、Z軸兩端附有防撞塊及限位開關，如果出現係統失靈，也能給予安全保障。整體直角坐標機器人采用鋼板與鋁型材作為剛性支撐。庫體內部附有照明及門禁裝置，門禁確保了人員的幹預。
2.輸送線
輸送線由鏈板線、輸送櫃、翻轉機構組成，鏈板線由變頻電機通過聯軸器連接驅動軸帶動鏈輪傳遞扭矩。根據需要進行速度調節。由於樣瓶大小不一，而且連續輸送，在此設計隔擋裝置，利用直線氣缸帶動阻擋機構（該機構需要配備直線導向係統，避免氣缸承受徑向載荷），將樣瓶阻擋在固定的位置停止，進行下一步動作。
樣瓶在固定位置停止後，由插取機構抓取樣瓶通過直線氣缸或者其他直線運動機構將樣瓶提升到需求高度，即接近於自動存查樣庫入料口。樣瓶到達工作正確位置後，由氣動抓取機構抓取樣瓶做水平方向運動，將樣瓶輸送到存查樣櫃入料口，氣動抓取機構鬆開，將樣品放置在翻轉機構樣品放置處，等待下一步動作。檢測傳感器檢測到樣品到達等待位置後，翻轉機構翻轉，將樣品放倒並翻轉到樣櫃內部入口處，直線坐標機器人可以將樣品存放到指定位置，以備工作人員隨時取樣。