CN104977204A

CN104977204A - 一种煤岩磨样机

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Publication number: CN104977204A
Application number: CN201510387258.6A
Authority: CN
Inventors: 林长利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2035-07-06
Also published as: CN104977204B

Abstract

一种煤岩磨样机，包括煤岩磨样主机。煤岩磨样主机，包括工作台、智能气动机械手、机械手Y轴驱动机构、机械手X轴驱动机构、超声波池、旋转抛光器和砂纸研磨工作面室。智能气动机械手装设在X轴驱动机构的第三皮带轮槽上。通过X、Y轴驱动机构实现智能气动机械手取煤岩样沿X轴、Y轴作任意移动，在砂纸研磨工作面上研磨，并进一步作旋转抛光。本发明的优点在于：全部研磨过程由全智能煤岩磨样机独立完成，具有连续可研磨3个试样的功能和具有选择抛光研磨的功能及具有单项研磨的功能。全智能煤岩磨样机大大减轻了试验人员磨制煤砖光片的劳动强度，提高了工作效率。为推动煤岩配煤技术的应用提供了强有力的保障。

Description

一种煤岩磨样机

技术领域

本发明涉及磨样机设备领域，特别涉及一种煤岩磨样机。

背景技术

目前使用的

煤岩磨样机主要用于煤岩反射率中煤砖光片的磨制。煤岩反射率测定仪将煤砖光片放大到500-750倍用来测量煤中镜质组反射率的数值，检测系统对煤砖光面的平整度和光面的清晰度要求十分严格。煤砖光片磨制要求光面达到煤组分界面清楚，基本无划痕。煤砖的光面平整度是保证煤样镜质组反射率检测准确性的重要因素。煤砖光面达不到要求，就会导致煤岩镜质组反射率检测不准确，对于采用煤岩分析技术指导配煤炼焦的企业，会导致生产成本增高，焦炭质量不稳定。

发明内容

本发明的目的，是提供一种煤岩磨样机，解决了人工磨样所造成的煤砖光片的光面不清、划痕多及磨制成功难度大的问题。同时也大大减轻了试验人员磨制煤砖光片的劳动强度，提高了工作效率。

采用的技术方案是：

一种煤岩磨样机，包括煤岩磨样主机和外设控制部分。本发明的技术特征部分是煤岩磨样机主机。

煤岩磨样机主机，包括工作台、智能气动机械手、机械手Y轴驱动机构、机械手X轴驱动机构、超声波池、旋转抛光器和砂纸研磨工作面室。

机械手Y轴驱动机构，包括第一伺服电机、第一皮带托槽、第二皮带托槽和传动轴。

第一皮带托槽的前后两端分别连接有右前皮带轮箱和右后皮带轮箱，第三皮带托槽的前后两端分别连接有左前皮带轮箱和左后皮带轮箱。第一伺服电机的输出轴上装设有第一主动皮带轮，该主动皮带轮位于右前皮带轮箱内，并通过第一闭环式皮带与设置在右后皮带轮箱内的右后皮带轮连接。左前皮带轮箱和左后皮带轮箱内分别装设有左前皮带轮和左后皮带轮，左前皮带轮通过第二闭环式皮带与左后皮带轮连接。第一电机的输出轴与传动轴的一端连接，传动轴的另一端与左前皮带轮的轮轴连接。第一闭环式皮带上固定有第一滑块，第一滑块下端面搭设在第一皮带托槽两侧壁的上端面上，能沿第一皮带轮托槽两侧壁的上端面滑动。第二闭环式皮带上固定有第二滑块，第二滑块的下端面搭设在第二皮带托槽两侧壁的上端面上，能沿第二皮带托槽两侧壁的上端面上滑动。第一滑块上固定有能与行程开关接触的第一碰块。第一皮带托槽的外侧壁的两端分别装设有第一行程开关和第二行程开关。

第一皮带托槽与第二皮带托槽平行设置，第一皮带托槽通过二个右支架固定在工作台上；第二皮带托槽通过二个左支架固定在工作台上。

机械手X轴驱动机构，包括第二伺服电机、第三皮带托槽、第三滑块，第三皮带托槽的右端固定连接有右皮带轮箱，第三皮带托槽的左端固定连接有左皮带轮箱。第二伺服电机的输出轴上装设有第二主动皮带轮，第二主动皮带轮位于右皮带轮箱内，并通过第二闭环式皮带与装设在左皮带轮箱内的皮带轮连接，第三皮带托槽横向设置，且槽口向下，第三皮带托槽右、左两端的右皮带轮箱和左皮带轮箱的右盖板和左盖板分别与第一滑块和第二滑块的上端面固定连接。第二闭环式皮带上固定有第三滑块，第三滑块的上端面搭设在第三皮带托槽两侧壁的下端面上。第三滑块上固定有能与行程开关接触的第三碰块。智能气动机械手固定在第三滑块上。第三皮带托槽的侧壁的两端分别装设有第三行程开关和第四行程开关。

砂纸研磨工作面室固定在工作台上，砂纸研磨工作面室内，能放置多个砂纸研磨工作面。在工作台上固定有试样放置室，试样放置室上有多个试样放置孔，用于放置待磨或成品试样。

工作台的右侧开设有超声波池开口和旋转抛光器开口。超声波池设置在超声波池开口的下方。超声波池包括箱体和超声波发生器，超声波发生器装设在箱体底板的下端面上。箱体上有溢流孔、注水孔和放水孔。箱体的上端外沿通过多个螺栓与工作台的超声波池开口固定连接。

旋转抛光器包括抛光器壳体、抛光盘和第一电机，抛光盘装设在抛光器壳体内。第一电机固定在抛光器壳体的底壁上，第一电机的输出轴穿过抛光器壳体底壁上的中心孔后与抛光盘固定连接。抛光器壳体底壁上有放水孔。

工作台上分别装设有水喷射器和抛光液喷射器。水喷射器与水源连接。刚玉粉搅拌器包括壳体和由第二电机驱动的搅拌桨。抛光液喷射器的进液口与抛光液搅拌器的出液口连接。抛光液搅拌器与刚玉粉液搅拌器在结构上相同。刚玉粉搅拌器的出液口在需要时与抛光液喷射器的进液口连接。

砂纸研磨工作面室可按需要放置多个不同型号的砂纸研磨工作面，如800号水砂纸研磨工作面，1200号水砂纸研究工作面等。

工作台有排水孔。

外设的控制部分，包括上位机、下位机、气爪夹紧放松控制系统和气爪升降控制系统。

所述的上位机，包括TPC1061Ti工业触摸屏计算机，下位机包括S7-200 PLC（CPU224XPx1)和扩展模块组，扩展模块组包括（EM223CNx1、EM222CNx2扩展模块，扩展模块组与主机CPU224XP采用数据通信的方式连接）。

气爪夹紧放松控制系统，包括（MHS3-32Dx1气爪工作缸、QZx3气爪、PC-02x2空压止回阀、ASL6-01x2单向调速阀和4V230E-06-DC24Vx1电磁阀及BSL01x1消音器等组成。电磁阀由PLC控制，其他部件由管线连接）。

伺服电机由伺服驱动器驱动，伺服驱动器由PLC控制。

工艺控制过程：

第一步：将代磨试样放入代磨位置（人工操作）。

第二步：在触摸屏上确认试样放入代磨的位置（人工操作）。

第三步：在触摸屏上选择全部研磨（或选择抛光）（人工操作）。

第四步：在触摸屏上启动智能运行（人工操作）。

第五步：全智能煤岩磨样机进入智能研磨的工作状态（智能控制）。

自动控制——爪取试样

（1）气爪自动夹紧并上升。

（2）智能气动机械手自动运行到X、Y轴的坐标零点处进行智能校正。

（3）智能气动机械手自动运行到代磨试样位置的上方。

（4）气爪放松并下降。

（5）气爪夹紧（爪取试样）并上升（如果没有试样气爪自动返回到停车位）。

自动控制——在800号水砂纸上研磨试样

（1）智能气动机械手自动运行到800号水砂纸研磨面的上方。

（2）智能气动机械手向800号水砂纸研磨工作面喷水并以工作面的中心为圆点，60mm为半径盘旋两周停止。

（3）智能气动机械手自动校正研磨的初始位置。

（4）气爪自动下降。

（5）气爪自动放松后并夹紧（使研磨工作面和试样的被研磨面全面接触）。

（6）智能气动机械手以工作面的中心为圆点，60mm为半径进行研磨，研磨到设定圈后停止。

（7）气爪自动上升。

自动控制——试样清洗

（1）智能气动机械手自动运行到超声波池的上方。

（2）气爪自动下降（试样侵入水中）。

（3）超声波池开始工作对试样进行清洗并注水（15秒）。

（4）气爪自动上升。

自动控制——在1200号水砂纸上研磨试样

（1）智能气动机械手自动运行到1200号水砂纸研磨面的上方。

（2）智能气动机械手向1200号水砂纸研磨工作面喷水并以工作面的中心为圆点，60mm为半径盘旋两周停止。

（3）智能气动机械手自动校正研磨的初始位置。

（4）气爪自动下降。

（7）气爪自动上升。

自动控制——试样清洗

（1）智能气动机械手自动运行到超声波池的上方。

（2）气爪自动下降（试样侵入水中）。

（3）超声波池开始工作对试样进行清洗并注水（15秒）。

（4）气爪自动上升。

自动控制——在2000号水砂纸上研磨试样

（1）智能气动机械手自动运行到2000号水砂纸研磨面的上方。

（2）智能气动机械手向2000号水砂纸研磨工作面喷水并以工作面的中心为圆点，60mm为半径盘旋两周停止。

（3）智能气动机械手自动校正研磨的初始位置。

（4）气爪自动下降。

（7）气爪自动上升。

自动控制——试样清洗

（1）智能气动机械手自动运行到超声波池的上方。

（2）气爪自动下降（试样侵入水中）。

（3）超声波池开始工作对试样进行清洗并注水（15秒）。

（4）气爪自动上升。

自动控制——在玻璃研磨面上研磨试样

（1）智能气动机械手自动运行到玻璃研磨面的上方。

（2）智能气动机械手向玻璃研磨工作面喷刚玉粉并以工作面的中心为圆点，60mm为半径盘旋三周停止。

（3）智能气动机械手自动校正研磨的初始位置。

（4）气爪自动下降。

（7）气爪自动上升。

自动控制——试样清洗

（1）智能气动机械手自动运行到超声波池的上方。

（2）气爪自动下降（试样侵入水中）。

（3）超声波池开始工作对试样进行清洗并注水（15秒）。

（4）气爪自动上升。

自动控制——在旋转抛光器上抛光试样

（1）智能气动机械手自动运行到旋转抛光器的上方。

（2）气爪自动下降。

（3）气爪自动放松后并夹紧（使抛光工作面和试样的被抛光面全面接触）。

（4）气爪自动上升。

（5）旋转抛光器运行。

（6）向旋转抛光器的抛光面喷抛光液。

（7）智能气动机械手以工作面的中心为圆点，60mm为半径盘旋一周后气爪自动下降，进行抛光，抛光到设定圈的二分之一后，向旋转抛光器的抛光面喷水同时停止喷抛光液。

（8）抛光到设定圈后，气爪自动上升，盘旋一周后气爪自动停止同时停止喷水。

（9）旋转抛光器停止运行。

自动控制——试样清洗

（1）智能气动机械手自动运行到超声波池的上方。

（2）气爪自动下降（试样侵入水中）。

（3）超声波池开始工作对试样进行清洗并注水（15秒）。

（4）气爪自动上升。

自动控制——试样烘干

（1）智能气动机械手自动运行到试样烘干器的上方。

（2）烘干器开始工作对试样进行吹风烘干（40秒）。

自动控制——将试样放到成品区

（1）智能气动机械手自动运行到成品区的上方。

（2）气爪放松将试样放下。

（3）智能气动机械手自动运行到停车位。

第六步：将磨后的试样从成品区中取出（人工操作）。

本发明的优点在于：全部研磨过程由全智能煤岩磨样机独立完成，具有连续可研磨3个（可选）试样的功能和具有选择抛光研磨的功能及具有单项研磨的功能。

全智能煤岩磨样机大大减轻了试验人员磨制煤砖光片的劳动强度，提高了工作效率。为推动煤岩配煤技术的应用提供了强有力的保障。

附图说明

图1是本发明的额煤岩磨样主机结构示意图。

图2是机械手Y轴驱动结构示意图。

图3是机械手X轴驱动结构示意图。

图4是旋转抛光器结构示意图。

图5是超声波结构分解示意图。

具体实施方式

一种煤岩磨样机，包括煤岩磨样主机和外设控制部分。本发明的技术特征部分是煤岩磨样主机。

煤岩磨样主机，包括工作台1、智能气动机械手2、机械手Y轴驱动机构3、机械手X轴驱动机构4、超声波池5、旋转抛光器6和砂纸研磨工作面室7。

机械手Y轴驱动机构3，包括第一伺服电机8、第一皮带托槽9、第二皮带托槽17和传动轴58。

第一皮带托槽9的前后两端分别连接有右前皮带轮箱10和右后皮带轮箱11，第二皮带托槽17的前后两端分别连接有左前皮带轮箱12和左后皮带轮箱13。第一伺服电机的输出轴上装设有第一主动皮带轮，该主动皮带轮位于右前皮带轮箱10内，并通过第一闭环式皮带14与设置在右后皮带轮箱11内的右后皮带轮连接。左前皮带轮箱12和左后皮带轮箱13内分别装设有左前皮带轮和左后皮带轮，左前皮带轮通过第二闭环式皮带15与左后皮带轮连接。第一伺服电机8的输出轴与传动轴58的一端连接，传动轴58的另一端与左前皮带轮的轮轴连接。第一闭环式皮带14上固定有第一滑块16，第一滑块16下端面搭设在第一皮带托槽9两侧壁的上端面18上，能沿第一皮带托槽9两侧壁的上端面18滑动。第二闭环式皮带15上固定有第二滑块19，第二滑块19的下端面搭设在第二皮带托槽17两侧壁的上端面20上，能沿第二皮带托槽17两侧壁的上端面20上滑动。第一滑块16上固定有能与行程开关接触的第一碰块36。第一皮带托槽9的外侧壁21的两端分别装设有第一行程开关22和第二行程开关23。

第一皮带托槽9与第二皮带托槽17平行设置，第一皮带托槽9通过二个右支架38固定在工作台1上；第二皮带托槽17通过二个左支架37固定在工作台1上。

机械手X轴驱动机构4，包括第二伺服电机24、第三皮带托槽25、第三滑块31，第三皮带托槽25的右端固定连接有右皮带轮箱26，第三皮带托槽25的左端固定连接有左皮带轮箱27。第二伺服电机24的输出轴上装设第二主动皮带轮，第二主动皮带轮位于右皮带轮箱26内，并通过第三闭环式皮带28与装设在左皮带轮箱27内的皮带轮连接，第三皮带托槽25横向设置，且槽口向下，第三皮带托槽25右、左两端的右皮带轮箱26和左皮带轮箱27的右盖板29和左盖板30分别与第一滑块16和第二滑块19的上端面固定连接。第三闭环式皮带28上固定有第三滑块31，第三滑块31的上端面搭设在第三皮带托槽25两侧壁的下端面32上。第三滑块31上固定有能与行程开关接触的第二碰块39。智能气动机械手2固定在第三滑块31上。第三皮带托槽25的侧壁33的两端分别装设有第三行程开关34和第四行程开关35。

砂纸研磨工作面室7固定在工作台1上，砂纸研磨工作面室7内，由二个互相垂直设置的隔板60分隔出四个长方形或正方形的砂纸研磨工作面放置区55。在工作台1上固定有试样放置室40，试样放置室40上有多个试样放置孔41，用于放置待磨或成品试样。

工作台1的右侧开设有超声波池开口47和旋转抛光器开口48。超声波池5设置在超声波池开口47的下方。超声波池5包括箱体42和超声波发生器43，超声波发生器43装设在箱体42底板的下端面上。箱体42上有溢流孔44、注水孔45和放水孔46。箱体42的上端外沿61通过多个螺栓与工作台1的超声波池开口47固定连接。

旋转抛光器6包括抛光器壳体59、抛光盘50和电机49，抛光盘50装设在抛光器壳体59内。电机49固定在抛光器壳体59的底壁上，电机49的输出轴穿过抛光器壳体59底壁上的中心孔后与抛光盘50固定连接。抛光器壳体59底壁上有放水孔51。

工作台1上分别装设有水喷射器52和抛光液喷射器53。水喷射器52的进液口与水源通过管路连接。刚玉粉搅拌器54包括壳体和由电机驱动的搅拌桨。抛光液喷射器53的进液口与抛光液搅拌器56的出液口连接。抛光液搅拌器56与刚玉粉搅拌器54在结构上相同。

砂纸研究工作面室7可按需要放置多个不同型号的砂纸研磨工作面，如800号水砂纸研磨工作面，1200号水砂纸研磨工作面等。

工作台1有排水孔57。

Claims

1.一种煤岩磨样机，包括煤岩磨样主机和外设控制部分，其特征在于：本发明的技术特征部分是煤岩磨样主机：

煤岩磨样主机，包括工作台（1）、智能气动机械手（2）、机械手Y轴驱动机构（3）、机械手X轴驱动机构（4）、超声波池（5）、旋转抛光器（6）和砂纸研磨工作面室（7）；

机械手Y轴驱动机构（3），包括第一伺服电机（8）、第一皮带托槽（9）、第二皮带托槽（17）和传动轴（58）；

第一皮带托槽（9）的前后两端分别连接有右前皮带轮箱（10）和右后皮带轮箱（11），第二皮带托槽（17）的前后两端分别连接有左前皮带轮箱（12）和左后皮带轮箱（13）；第一伺服电机的输出轴上装设有第一主动皮带轮，该主动皮带轮位于右前皮带轮箱（10）内，并通过第一闭环式皮带（14）与设置在右后皮带轮箱（11）内的右后皮带轮连接，左前皮带轮箱（12）和左后皮带轮箱（13）内分别装设有左前皮带轮和左后皮带轮，左前皮带轮通过第二闭环式皮带（15）与左后皮带轮连接；第一伺服电机（8）的输出轴与传动轴（62）的一端连接，传动轴（58）的另一端与左前皮带轮的轮轴连接；第一闭环式皮带（14）上固定有第一滑块（16），第一滑块（16）下端面搭设在第一皮带托槽（9）两侧壁的上端面（18）上，能沿第一皮带托槽（9）两侧壁的上端面（18）滑动；第二闭环式皮带（15）上固定有第二滑块（19），第二滑块（19）的下端面搭设在第二皮带托槽（17）两侧壁的上端面（20）上，能沿第二皮带托槽（17）两侧壁的上端面（20）上滑动；第一滑块（16）上固定有能与行程开关接触的第一碰块（36）；第一皮带托槽（9）的外侧壁（21）的两端分别装设有第一行程开关（22）和第二行程开关（23）；

第一皮带托槽（9）与第二皮带托槽（17）平行设置，第一皮带托槽（9）通过二个右支架（38）固定在工作台（1）上；第二皮带托槽（17）通过二个左支架（37）固定在工作台（1）上；

机械手X轴驱动机构（4），包括第二伺服电机（24）、第三皮带托槽（25）、第三滑块（31），第三皮带托槽（25）的右端固定连接有右皮带轮箱（26），第三皮带托槽（25）的左端固定连接有左皮带轮箱（27）；第二伺服电机（24）的输出轴上装设第二主动皮带轮，第二主动皮带轮位于右皮带轮箱（26）内，并通过第三闭环式皮带（28）与装设在左皮带轮箱（27）内的皮带轮连接，第三皮带托槽（25）横向设置，且槽口向下，第三皮带托槽（25）右、左两端的右皮带轮箱（26）和左皮带轮箱（27）的右盖板（29）和左盖板（30）分别与第一滑块（16）和第二滑块（19）的上端面固定连接；第三闭环式皮带（28）上固定有第三滑块（31），第三滑块（31）的上端面搭设在第三皮带托槽（25）两侧壁的下端面（32）上；第三滑块（31）上固定有能与行程开关接触的第二碰块（39）；智能气动机械手（2）固定在第三滑块（31）上；第三皮带托槽（25）的侧壁（33）的两端分别装设有第三行程开关（34）和第四行程开关（35）；

砂纸研磨工作面室（7）固定在工作台（1）上，砂纸研磨工作面室（7）内，由二个互相垂直设置的隔板（60）分隔出四个长方形或正方形的砂纸研磨工作面放置区（55）；在工作台（1）上固定有试样放置室（40），试样放置室（40）上有多个试样放置孔（41），用于放置待磨或成品试样。

2.根据权利要求1所述的一种煤岩磨样机，其特征在于：工作台（1）的右侧开设有超声波池开口（47）和旋转抛光器开口（48）；超声波池（5）设置在超声波池开口（47）的下方；超声波池（5）包括箱体（42）和超声波发生器（43），超声波发生器（43）装设在箱体（42）底板的下端面上；箱体（42）上有溢流孔（44）、注水孔（45）和放水孔（46）；箱体（42）的上端外沿（61）通过多个螺栓与工作台（1）的超声波池开口（47）固定连接；

旋转抛光器（6）包括抛光器壳体（59）、抛光盘（50）和电机（49），抛光盘（50）装设在抛光器壳体（59）内；电机（49）固定在抛光器壳体（59）的底壁上，电机（49）的输出轴穿过抛光器壳体（59）底壁上的中心孔后与抛光盘（50）固定连接；抛光器壳体（59）底壁上有放水孔（51）。

3.根据权利要求1所述的一种煤岩磨样机，其特征在于：工作台（1）上分别装设有水喷射器（52）和抛光液喷射器（53）；水喷射器（52）的进液口与水源通过管路连接；抛光液喷射器（53）的进液口与抛光液搅拌器（56）的出液口连接；砂纸研究工作面室（7）可按需要放置多个不同型号的砂纸研磨工作面。

4. 根据权利要求1所述的一种煤岩磨样机，其特征在于：工作台（1）有排水孔（57）。