CN108407371A - 一种红外光谱用自动压片机器人及其应用 - Google Patents

一种红外光谱用自动压片机器人及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种红外光谱用自动压片机器人，它包括依次相连的自动研磨设备、一级输料装置、自动称重设备、二级输料装置和自动加压成型设备；其中，物料在自动研磨设备中研磨后，经一级输料装置输送至自动称重设备，称重后经二级输料装置输送至自动加压成型设备中压片成型。与现有技术相比，本发明压制方法巧妙，成型得到的压片厚度一致、规格统一，成品率高，避免了人工操作过程中的计量误差，同时降低了人工成本，提高了溴化钾压片的制作效率。

Description

一种红外光谱用自动压片机器人及其应用
技术领域
本发明属于冲压制造领域，具体涉及一种红外光谱用自动压片机器人及其应用。
背景技术
常用的红外光谱样品制备方法主要有固体薄膜法和压片法，其中固体薄膜法在加入溶剂后往往需要2～3h的溶解时间，耗时较长；而压片法的处理过程比较简单，适用于工程中快速化测量的需求，但压片质量的好坏对测试结果有着至关重要的作用，因此如何制备得到规格统一、厚度一致的溴化钾压片成为限制该方法推广应用的技术难题。
目前市场上也存在一些依靠模腔容积定量的粉末冶金设备，但是针对一些不是很密实的粉料，容积定量就不够精确，得到的压片厚度误差较大，只有依靠称重才能实现准确的定量生产。而人工称重会耗费大量时间，且精度因人而异，容易产生较大偏差造成不合格品。称重结束后需要人工放入模具，摇动压力杆进行加压成型。整个操作过程耗费了大量的时间，而且最终压片的合格率还不是很高。同样，人工研磨溴化钾碎晶存在类似问题，不同操作人员研磨得到的溴化钾粉末细度不一，也会影响压片质量。因此，有必要研发一种自动压片机器人来实现溴化钾压片的快速和优质生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种红外光谱用自动压片机器人，以解决现有技术存在的效果不佳等问题。
本发明还要解决的技术问题是提供上述红外光谱用自动压片机器人在制备溴化钾压片中的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种红外光谱用自动压片机器人，它包括依次相连的自动研磨设备、一级输料装置、自动称重设备、二级输料装置和自动加压成型设备；其中，物料在自动研磨设备中研磨后，经一级输料装置输送至自动称重设备，称重后经二级输料装置输送至自动加压成型设备中压片成型。
其中，所述的自动研磨设备包括研钵和控制装置，研钵包括研钵和研磨棒；其中，控制装置控制研磨棒的研磨频率和研磨时间。
其中，所述的自动称重设备包括高精度电子天平、控制装置和储存装置；其中，高精度电子天平的精度为0.1g，高精度电子天平上设置有质量感应装置。
其中，一级输料装置和自动研磨设备的出料口和高精度电子天平的进料口相连；物料输送至高精度电子天平后，质量感应装置将物料的实时质量数据传送给控制装置，控制装置将高精度电子天平上的物料分批经二级输料装置输送至自动加压成型设备中，不足定量的物料输送至储存装置中；
具体操作为：
物料输送至高精度电子天平后，控制装置从高精度电子天平上输送物料进二级输料装置，通过质量感应装置反馈得知高精度电子天平上减少的物料的质量达到定量时，控制装置停止输送物料进二级输料装置，即完成一次定量输送；待自动加压成型设备中压片结束中，控制装置继续从高精度电子天平上输送物料进二级输料装置，重复前述的操作；当完成一次定量输料且高精度电子天平上的物料质量小于定量时，控制装置将高精度电子天平上的物料输送至储存装置中，待下一次物料输送至高精度电子天平时，储存装置中的物料也输送至高精度电子天平上。
其中，所述的定量由物料性质和模具形状和尺寸决定。
其中，所述的自动加压成型设备包括压片模具、液压系统和伺服电机。
其中，所述的压片模具包括模座，设置在模座上的模套和与模套适配的压柱；其中，压柱可在模套自由垂直滑动。
其中，模套固定在模座上，并可根据不同的需求拆卸并替换为不同形状和尺寸的模具。
其中，所述的伺服电机与压片模具相连，控制压片模具进行高频震荡。
其中，所述的液压系统包括控制装置、显示器、液压泵和安全开关阀；其中，控制装置通过控制液压泵来控制压柱对模套内物料的压力，显示器用于显示具体压力值，安全开关阀用于防止过载和提供高压保护。
上述任意一项所述的红外光谱用自动压片机器人在制备溴化钾压片中的应用也在本发明的保护范围之内。
其中，应用方法为，溴化钾原料的粒径为1～15mm，研磨频率为3～5转/s，研磨时间为3～4min，研磨后溴化钾的粒径小于0.075mm；高频震荡的频率为20000～30000次/min，震荡时间为3～5s；自动加压成型设备中的压力范围为18～22MPa，加压时间为1～2min。
其中，当模套横截面形状为圆形，内径为1±0.1cm时，自动称重设备中的一次定量输料的溴化钾的质量为400mg，所得压片的厚度为2～3mm。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
(1)本发明采用自动研磨设备代替人工研磨，不仅节省了人力，提高了工作效率；而且通过预先设置研磨棒的研磨时间和频率，能够保证溴化钾粉末的均匀性和细度要求。
(2)本发明采用高精度电子自动称重设备，能够精确计量溴化钾粉末的质量，测量精度达到0.1mg，减少了操作过程中的人为误差，使成型得到的压片规格统一、厚度一致。
(3)本发明采用自动加压成型设备，可预先输入溴化钾粉末的成型压力，保证了每次压片过程中压力大小一致，避免了人工摇动压力杆带来的压力误差；同时压力大小可自行调节，能够满足不同的压片规格需求。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为压片模具示意图；
图3为取样过程示意图；
附图标记：自动研磨设备1，玛瑙研钵11，研磨棒12，一级输料装置2，自动称重设备3，高精度电子天平31，控制装置32，质量感应装置33，储存装置34，二级输料装置4，自动加压成型设备5，压片模具51，伺服电机52，液压系统53，压柱511，模套512，模座513。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的红外光谱用自动压片机器人，它包括依次相连的自动研磨设备1、一级输料装置2、自动称重设备3、二级输料装置4和自动加压成型设备5。
自动研磨设备1包括研钵和控制装置，研钵包括研钵和研磨棒；其中，控制装置控制研磨棒的研磨频率和研磨时间。
自动称重设备3包括高精度电子天平31、控制装置32和储存装置34；其中，高精度电子天平31上设置有质量感应装置33。
其中，一级输料装置2和自动研磨设备1的出料口和高精度电子天平31的进料口相连；物料输送至高精度电子天平31后，质量感应装置33将物料的实时质量数据传送给控制装置32，控制装置将高精度电子天平31上的物料分批经二级输料装置4输送至自动加压成型设备5中，不足定量的物料输送至储存装置34中。
自动加压成型设备5包括压片模具51、液压系统53和伺服电机52。所述的压片模具51包括模座513，设置在模座513上的模套512(横截面为圆形，内径为1cm)和与模套512适配的压柱511；其中，压柱511可在模套512自由垂直滑动；所述的伺服电机52与压片模具51相连，控制压片模具51进行高频震荡；所述的液压系统53包括控制装置、显示器、液压泵和安全开关阀；其中，控制装置通过控制液压泵来控制压柱511对模套512内物料的压力，显示器用于显示具体压力值，安全开关阀用于防止过载和提供高压保护。
利用上述红外光谱用自动压片机器人制备溴化钾压片，具体操作如下：
步骤一：研磨溴化钾碎晶
取1000mg溴化钾碎晶粒径1～15mm放置于玛瑙研钵11内，通过控制装置输入研磨棒12的研磨频率3转/s和研磨时间3min，启动研磨设备1，开始研磨，研磨得到粒径小于0.075mm的溴化钾粉末。
步骤二：称重和定量输送
研磨所得溴化钾粉末经一级输料装置2输送至高精度电子天平31后，控制装置32从高精度电子天平31上输送物料进二级输料装置4，通过质量感应装置33反馈得知高精度电子天平31上减少的物料的质量达到定量400mg时，控制装置32停止输送物料进二级输料装置4，即完成一次定量输送；待自动加压成型设备5中压片结束中，控制装置继续从高精度电子天平上输送物料进二级输料装置，重复前述的定量输送的操作；当两次定量输料后，高精度电子天平31上的物料质量约200mg小于定量，控制装置将高精度电子天平31上的物料输送至储存装置34中，待下一次物料输送至高精度电子天平31时，储存装置34中的物料也输送至高精度电子天平31上，一起进行下一批次的定量输送。
步骤三：加压成型
当二级输料装置4输送一份定量的溴化钾粉末进入自动加压成型设备5中的模套512中后，伺服电机52以20000～30000次/min的频率带动模套512进行高频震荡，时间为3～5s，使得模套512内的溴化钾粉末分布平整均匀；高频震荡结束后，如图2所示，液压系统53带动压柱511放入模套512内，加压至20MPa，加压时间为1～2min。
步骤四：取出样品
加压完毕后，翻转压片模具51将执行翻转动作，同时取掉模座513，如图3所示，再次施加压力至5MPa，将溴化钾压片反向推出。

Claims (10)

1.一种红外光谱用自动压片机器人，其特征在于，它包括依次相连的自动研磨设备(1)、一级输料装置(2)、自动称重设备(3)、二级输料装置(4)和自动加压成型设备(5)；其中，物料在自动研磨设备(1)中研磨后，经一级输料装置(2)输送至自动称重设备(3)，称重后经二级输料装置(4)输送至自动加压成型设备(5)中压片成型。
2.根据权利要求1所述的红外光谱用自动压片机器人，其特征在于，所述的自动研磨设备(1)包括研钵和控制装置，研钵包括研钵和研磨棒；其中，控制装置控制研磨棒的研磨频率和研磨时间。
3.根据权利要求1所述的红外光谱用自动压片机器人，其特征在于，所述的自动称重设备(3)包括高精度电子天平(31)、控制装置(32)和储存装置(34)；其中，高精度电子天平(31)上设置有质量感应装置(33)。
4.根据权利要求3所述的红外光谱用自动压片机器人，其特征在于，一级输料装置(2)和自动研磨设备(1)的出料口和高精度电子天平(31)的进料口相连；物料输送至高精度电子天平(31)后，质量感应装置(33)将物料的实时质量数据传送给控制装置(32)，控制装置将高精度电子天平(31)上的物料分批经二级输料装置(4)输送至自动加压成型设备(5)中，不足定量的物料输送至储存装置(34)中。
5.根据权利要求1所述的红外光谱用自动压片机器人，其特征在于，所述的自动加压成型设备(5)包括压片模具(51)、液压系统(53)和伺服电机(52)。
6.根据权利要求4所述的红外光谱用自动压片机器人，其特征在于，所述的压片模具(51)包括模座(513)，设置在模座(513)上的模套(512)和与模套(512)适配的压柱(511)；其中，压柱(511)可在模套(512)自由垂直滑动。
7.根据权利要求4所述的红外光谱用自动压片机器人，其特征在于，所述的伺服电机(52)与压片模具(51)相连，控制压片模具(51)进行高频震荡。
8.根据权利要求5所述的红外光谱用自动压片机器人，其特征在于，所述的液压系统(53)包括控制装置、显示器、液压泵和安全开关阀；其中，控制装置通过控制液压泵来控制压柱(511)对模套(512)内物料的压力，显示器用于显示具体压力值，安全开关阀用于防止过载和提供高压保护。
9.权利要求1～8中任意一项所述的红外光谱用自动压片机器人在制备溴化钾压片中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，溴化钾原料的粒径为1～15mm，研磨频率为3～5转/s，研磨时间为3～4min，高频震荡的频率为20000～30000次/min，震荡时间为3～5s，自动加压成型设备(5)中的压力范围为18～22MPa，加压时间为1～2min。
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