CN109366254B - 一种切屑金相试件自动制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种切屑金相试件自动制备装置，包括机座、机身、工作台、原料池、搅拌机构、机械手执行机构和十字滑台；机身和工作台连接在机座上方，原料池安装在机身的侧壁上，搅拌机构位于原料池的正下方，搅拌机构设有入口和出口，入口与原料池连通，出口通向工作台；十字滑台固定在机身的顶端；机械手执行机构的顶部与十字滑台连接，可以随着十字滑台的移动而平移。本发明与传统的人工制备金相试件的过程相比，能保证制件的效率与质量，减少外界因素对生产过程的干扰，再者，可以减少生产面积和生产工人的数量，减少废品率，提高了劳动生产率，进而提高经济效益，同时，降低了工人的劳动强度，最终以实现生产金相试件的自动化和无人化。

Description

一种切屑金相试件自动制备装置

技术领域

本发明属于切屑金相试件的制备技术领域，具体地，涉及一种切屑金相试件自动制备装置。

背景技术

金相检验是现代材料技术和科学中重要的试验方法，广泛应用于多种产业产出和科研工作。现阶段检验原料组织和生产过程中产品的质量，工件的失效分析及查验产物质量等主要依赖于金相组织的观察。因此金相制备的过程对于检测原材料显得尤为重要。通常，以下几个过程是金相试样制备必不可少的环节：取样、镶嵌、磨光(粗磨和精磨)、抛光和浸蚀。由于任何的操作失误都可能影响后续的过程，在极端情况下，还可能造成假组织，得出错误的结论，所以要求我们每项操作都要认真仔细，严格根据操作要求实施。现在几乎全数的金相试件制备过程是靠人力完成的，所以金相试样制备得好坏与制备工人的制样能力密切相关，由于生产劳动强度大，出产效率低，而且具有必然的危险性，已经满足不了生产自动化的发展走向。因此，研究开发金相试件制备自动化装置具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种切屑金相试件自动制备装置，解决传统的人工金相试件在制备的过程中，造成的生产效率低、劳动强度大、成本高、试件成品质量受外界因素干扰多等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种切屑金相试件自动制备装置，其特征在于：包括机座、机身、工作台、原料池、搅拌机构、机械手执行机构和十字滑台，机身和工作台固定连接在机座上方；原料池安装在机身的侧壁上，搅拌机构位于原料池的正下方，搅拌机构设有入口和出口，入口与原料池连通，出口通向工作台；十字滑台固定在机身的顶端；机械手执行机构的顶部与十字滑台连接，可以随着十字滑台的移动而平移。

优选地，所述机身的侧壁上设置第一悬臂梁和第二悬臂，第一悬臂梁和第二悬臂通过三角架固定在机身的侧壁上，原料池和搅拌机构通过螺栓连接分别固定于第一悬臂梁和第二悬臂梁上。

优选地，所述原料池分为三个矩形槽，每个矩形槽的正下方分别设置液压电磁阀控制的导管供溶液流出，通过液压电磁阀可以精确的控制配置溶液所需各原料成份的比例。

优选地，所述搅拌机构包括搅拌槽、液压电磁阀控制的导管、搅拌叶片、第五电机、连接轴、减速器和法兰盘；搅拌槽固定在第二悬臂梁上，原料池中的溶液通过导管流入搅拌槽的入口，搅拌槽的出口处通过法兰盘与液压电磁阀控制的导管相连接，供溶液流往工作台；减速器固定在第一悬臂梁的上方，第五电机、减速器和连接轴依次相连，连接轴的最下端通过螺钉将搅拌叶片固定，并且搅拌叶片位于搅拌槽的中央。

优选地，所述工作台包括镶嵌区、切屑存放区、试件存放区、磨光区、抛光区、浸蚀区和清洗区；所述镶嵌区位于工作台的一端，浸蚀区和清洗区纵向并列于工作台的另一端，所述磨光区、抛光区位于工作台的中间，并由工作台一端的镶嵌区向工作台另一端依次排列，所述切屑存放区和试件存放区位于镶嵌区和磨光区之间，切屑存放区用于存放切屑，试件存放区用于存放金相试件；所述镶嵌区设置圆形模具孔转台结构，圆形模具孔转台结构设有圆形转台，圆形转台内环形设置可装溶液的圆柱形模具，圆柱形模具内设置圆形的薄片，薄片的直径与圆柱形模具的直径相等，圆形转台通过键与第一中心轴相连，第一中心轴与固定在机座下方的第三电机连接，第三电机的一侧设置固定在机座上的电动推杆，电动推杆位于圆柱形模具的正下方，圆柱形模具底部设置孔，孔径略大于电动推杆的直径，电动推杆用于顶起薄片；所述磨光区设置四个矩形凹槽，分别固定不同型号的水砂纸；抛光区设置镶嵌于工作台中的可转动的圆形抛光台，圆形抛光台通过键与第二中心轴相连，第二中心轴与固定在机座下方的第四电机连接在一起；所述浸蚀区和清洗区分别用于对金相试件进行浸蚀和清洗处理。

优选地，所述浸蚀区和清洗区均为凹槽。

优选地，所述十字滑台包括呈十字交叉的两个组件，分别为第一组件和第二组件，所述第一组件包括第一电机、第一联轴器、第一丝杠、第一滑台和第一机架，第二组件包括第二电机、第二联轴器、第二丝杠、第二滑台和第二机架；所述第一电机与第一联轴器相连，并固定在第一机架的一端，第一丝杠穿过第一滑台安装在第一机架中，同时第一丝杠的一端与第一联轴器相连接；所述第二电机与第二联轴器相连，并固定在第二机架的一端，第二丝杠穿过第二滑台安装在第二机架中，同时第二丝杠的一端与第二联轴器相连接；所述第一滑台与第二机架通过螺栓固定构成十字滑台，十字滑台通过第一机架固定在机身的顶端。

优选地，所述机械手执行机构的顶部通过三角铁架与十字滑台相连接，机械手执行机构包括接线盒、大臂、回转液压缸、手指旋转盘、两个液压缸、第一机械手指和第二机械手指；供电线放置的接线盒通过三角铁架固定连接在十字滑台，大臂固定在接线盒的下方，大臂中有通油口、大臂活塞和弹簧，当通油时可以推动大臂活塞压缩弹簧向下运动，从而带动机械手执行机构上下移动；大臂活塞的底部为方形体，通过螺栓与回转液压缸的顶部固定连接，回转液压缸中有进油口、出油口、回转叶片和回转轴，回转叶片与回转轴固定连接，工作时回转叶片带动回转轴一起旋转；手指旋转盘固定在回转液压缸中的回转轴底部，并随回转轴一起旋转，两个液压缸呈180°均布在手指旋转盘的下方，并通过螺钉与手指旋转盘固定，第一机械手指和第二机械手指通过可滑动的销分别与两个液压缸相连接，工作时液压缸通过推动销的滑动控制第一机械手指和第二机械手指的张合，第一机械手指用于抓取切屑，第二机械手指用于抓取金相试件。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的一种切屑金相试件自动制备装置，与传统的人工制备金相试件的过程相比，采用十字滑台带动机械手进行运动，机械手与工作台相互配合完成制备全过程，机械手的平稳高效运动能保证制件的效率与质量。

2、本发明提供的一种切屑金相试件自动制备装置，传统的手工制备过程会受到精力，体力，以及环境的影响，采用自动化装置可以很大程度上减少外界因素对生产过程的干扰，从而缩短零件的生产周期。

3、本发明提供的一种切屑金相试件自动制备装置，可以减少生产面积，减少废品率，减少直接生产工人的数量，提高了劳动生产率，进而提高经济效益。同时，很大程度上降低了工人的劳动强度，最终以实现生产金相试件的自动化和无人化。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明涉及的一种切屑金相试件自动制备装置的正剖视图；

图2为本发明的工作台的俯视图；

图3为本发明的大臂的正剖视图；

图4为本发明的回转液压缸的正剖视图；

图5为本发明的十字滑台的仰视图；

图6为本发明的原料池的俯视图；

图7为本发明的第一机械手指的局部剖视图；

图8为本发明的第二机械手指的局部剖视图；

图9为本发明的圆形模具孔转台的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

结合图1-9，本实施例提供的一种切屑金相试件自动制备装置，包括机座1、机身2、工作台、原料池13、搅拌机构、机械手执行机构和十字滑台；机座1通过螺栓与机身2连接，机身2位于机座1上方；工作台固定在机座1上；机身2的侧壁上设置第一悬臂梁9和第二悬臂梁5，第一悬臂梁9通过三角架10固定在机身2的侧壁上，原料池13通过螺栓固定于第一悬臂梁9上方；搅拌机构通过第二悬臂梁5 固定在原料池13的正下方，搅拌机构的入口与原料池13连通，搅拌机构的出口通向工作台，具体为：原料池13与搅拌机构中设置的搅拌槽4通过导管8连接，原料池13中的溶液通过导管8流入搅拌机构的搅拌槽4中；搅拌槽4固定在第二悬臂梁5上，搅拌槽4的出口处通过法兰盘44与液压电磁阀控制的导管3相连接。

十字滑台固定在机身2的顶端；机械手执行机构的顶部通过三角铁架19与十字滑台相连接，可以随着十字滑台的移动而平移。

作为优选方案，所述工作台包括镶嵌区41、切屑存放区35、试件存放区36、磨光区34、抛光区33、浸蚀区28和清洗区29，可以在所述工作台上完成镶嵌、磨光、抛光、浸蚀和清洗五道工序，同时切屑存放区35用于存放切屑，试件存放区 36用于存放金相试件；所述镶嵌区41位于工作台的一端，浸蚀区28和清洗区29 纵向并列位于工作台的另一端，所述磨光区34、抛光区33位于工作台的中间，并由工作台一端的镶嵌区41向工作台另一端依次排列，所述切屑存放区35和试件存放区36位于镶嵌区41和磨光区34之间；所述镶嵌区41设置圆形模具孔转台结构，圆形模具孔转台结构设有圆形转台41，圆形转台41内设置一圈可装溶液的圆柱形模具43，为方便取出试件，每个圆柱形模具43均有1度的拔模角，圆柱形模具43内设置圆形的薄片42，薄片42的直径与圆柱形模具43的直径相等，防止液体从圆柱形模具43下方的孔流出，圆形转台41通过键与第一中心轴40相连，第一中心轴 40与固定在机座1下方的第三电机39连接，第三电机39的一侧设置固定在机座1 上的电动推杆37，电动推杆37位于圆柱形模具43的正下方，电动推杆37用于顶起薄片42，圆柱形模具43底部设置孔，孔径略大于电动推杆37的直径，以便电动推杆37能将凝固的试件连同薄片42一起顶出；所述磨光区34设置四个矩形凹槽，分别固定不同型号的水砂纸；抛光区33设置镶嵌于工作台中的可转动的圆形抛光台，圆形抛光台通过键与第二中心轴32相连，第二中心轴32与固定在机座1下方的第四电机31连接在一起；所述浸蚀区28和清洗区29均为圆形凹槽，分别用于对金相试件进行浸蚀和清洗处理。

作为优选方案，所述原料池13分为三个矩形槽，每个矩形槽的正下方分别设置液压电磁阀控制的导管8供溶液流出，通过液压电磁阀可以精确的控制配置溶液所需各原料成分 的比例。

作为优选方案，所述搅拌机构包括搅拌槽4、液压电磁阀控制的导管3、搅拌叶片6、第五电机12、连接轴7、减速器11和法兰盘44；搅拌槽4固定在第二悬臂梁5上，原料池13中的溶液通过导管3流入搅拌槽4的入口，搅拌槽4的出口处通过法兰盘与液压电磁阀控制的导管3相连接，供溶液流往工作台；减速器11 固定在第一悬臂梁9的上方，第五电机12、减速器11和连接轴7依次相连，连接轴7的最下端通过螺钉将搅拌叶片6固定，并且搅拌叶片6位于搅拌槽4的中央。

作为优选方案，所述十字滑台包括呈十字交叉的两个组件，分别为第一组件和第二组件，所述第一组件包括第一电机14、第一联轴器15、第一丝杠16、第一滑台17和第一机架18，第二组件包括第二电机45、第二联轴器46、第二丝杠48、第二滑台49和第二机架47；所述第一电机14与第一联轴器15相连，并固定在第一机架18的一端，第一丝杠16穿过第一滑台17安装在第一机架18中，同时第一丝杠16的一端与第一联轴器15相连接；所述第二电机45与第二联轴器46相连，并固定在第二机架47的一端，第二丝杠48穿过第二滑台49安装在第二机架47中，同时第二丝杠48的一端与第二联轴器46相连接；所述第一滑台17与第二机架47 通过螺栓固定构成十字滑台，十字滑台通过第一机架18固定在机身2的顶端。

作为优选方案，所述机械手执行机构包括接线盒20、大臂21、回转液压缸22、手指旋转盘23、两个液压缸24、第一机械手指26和第二机械手指27；

供电线放置的接线盒20通过三角铁架19固定连接在十字滑台，大臂21固定在接线盒20的下方，大臂21中有通油口50、大臂活塞51和弹簧52，当通油时可以推动大臂活塞51压缩弹簧52向下运动，从而带动机械手上下移动；大臂活塞51 的底部为方形体，通过螺栓与回转液压缸22的顶部固定连接，回转液压缸22中有进油口53、出油口54、回转叶片55和回转轴56，回转叶片55与回转轴56固定连接，工作时回转叶片55带动回转轴56一起旋转；手指旋转盘23固定在回转液压缸22中的回转轴56底部，并随回转轴56一起旋转，两个液压缸24呈180°均布在手指旋转盘23的下方，并通过螺钉与手指旋转盘23固定，第一机械手指26和第二机械手指27通过可滑动的销25分别与两个液压缸24相连接，工作时液压缸 24通过推动销25的滑动控制第一机械手指26和第二机械手指27的张合，第一机械手指26用于抓取切屑，第二机械手指27用于抓取金相试件。

一种切屑金相试件自动制备方法，所述方法具体为：

在制备金相试件时，先将固化剂、清水、亚克力粉分别装入原料池13的三个矩形凹槽内，通过液压电磁阀的控制，固化剂、清水、亚克力粉按照相应的比例流入搅拌槽4中，此时第五电机12带动搅拌叶片6旋转，将搅拌槽4中的溶液搅匀，随后溶液随导管3流入工作台的圆柱形模具43中，第一机械手指26和第二机械手指27分别在第一电机14和第二电机45的带动下开始工作，第一机械手指26将切屑存放区35中的切屑竖直插入装有溶液的圆柱形模具43，待冷却成型后圆形转台 41旋转，电动推杆37推动圆形的薄片42，将已成型的金相试件托出，随后，第二机械手指27抓取金相试件在磨光区34打磨，并且每换一片不同精度的水砂纸第二机械手指27都要旋转90°，使金相试件打磨均匀，打磨完毕后，第二机械手指27 抓取金相试件停滞在抛光区33的上表面，此时圆形抛光台随第四电机31旋转，对金相试件进行抛光处理，最后，第二机械手指27抓取金相试件分别伸入放置在浸蚀区28和清洗区29的烧杯中，对金相试件分别进行浸蚀和清洗处理。完成所有的工序后，将制备完成的金相试件放置试件存放区36，即可。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的一种切屑金相试件自动制备装置，与传统的人工制备金相试件的过程相比，采用十字滑台带动机械手进行运动，机械手与工作台相互配合完成制备全过程，机械手的平稳高效运动能保证制件的效率与质量。

2、本发明提供的一种切屑金相试件自动制备装置，传统的手工制备过程会受到精力，体力，以及环境的影响，采用自动化装置可以很大程度上减少外界因素对生产过程的干扰，从而缩短零件的生产周期。

3、本发明提供的一种切屑金相试件自动制备装置，可以减少生产面积，减少废品率，减少直接生产工人的数量，提高了劳动生产率，进而提高经济效益。同时，很大程度上降低了工人的劳动强度，最终以实现生产金相试件的自动化和无人化。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种切屑金相试件自动制备装置，其特征在于：包括机座、机身、工作台、原料池、搅拌机构、机械手执行机构和十字滑台，机身和工作台固定连接在机座上方；原料池安装在机身的侧壁上，搅拌机构位于原料池的正下方，搅拌机构设有入口和出口，入口与原料池连通，出口通向工作台；十字滑台固定在机身的顶端；机械手执行机构的顶部与十字滑台连接，可以随着十字滑台的移动而平移；

所述工作台包括镶嵌区、切屑存放区、试件存放区、磨光区、抛光区、浸蚀区和清洗区；所述镶嵌区位于工作台的一端，浸蚀区和清洗区纵向并列于工作台的另一端，所述磨光区、抛光区位于工作台的中间，并由工作台一端的镶嵌区向工作台另一端依次排列，所述切屑存放区和试件存放区位于镶嵌区和磨光区之间，切屑存放区用于存放切屑，试件存放区用于存放金相试件；所述镶嵌区设置圆形模具孔转台结构，圆形模具孔转台结构设有圆形转台，圆形转台内环形设置可装溶液的圆柱形模具，装有溶液的圆柱形模具供所述机械手执行机构的第一机械手指将切屑存放区中的切屑竖直插入后冷却成型，圆柱形模具内设置圆形的薄片，薄片的直径与圆柱形模具的直径相等，圆形转台通过键与第一中心轴相连，第一中心轴与固定在机座下方的第三电机连接，第三电机的一侧设置固定在机座上的电动推杆，电动推杆位于圆柱形模具的正下方，圆柱形模具底部设置孔，孔径略大于电动推杆的直径，电动推杆用于顶起薄片；所述磨光区设置四个矩形凹槽，分别固定不同型号的水砂纸；抛光区设置镶嵌于工作台中的可转动的圆形抛光台，圆形抛光台通过键与第二中心轴相连，第二中心轴与固定在机座下方的第四电机连接在一起；所述浸蚀区和清洗区分别用于对金相试件进行浸蚀和清洗处理。

2.根据权利要求1所述的一种切屑金相试件自动制备装置，其特征在于：所述机身的侧壁上设置第一悬臂梁和第二悬臂，第一悬臂梁和第二悬臂通过三角架固定在机身的侧壁上，原料池和搅拌机构通过螺栓连接分别固定于第一悬臂梁和第二悬臂梁上。

3.根据权利要求1所述的一种切屑金相试件自动制备装置，其特征在于：所述原料池分为三个矩形槽，每个矩形槽的正下方分别设置液压电磁阀控制的导管供溶液流出，通过液压电磁阀可以精确的控制配置溶液所需各原料成分 的比例。

4.根据权利要求1所述的一种切屑金相试件自动制备装置，其特征在于：所述搅拌机构包括搅拌槽、液压电磁阀控制的导管、搅拌叶片、第五电机、连接轴、减速器和法兰盘；搅拌槽固定在第二悬臂梁上，原料池中的溶液通过导管流入搅拌槽的入口，搅拌槽的出口处通过法兰盘与液压电磁阀控制的导管相连接，供溶液流往工作台；减速器固定在第一悬臂梁的上方，第五电机、减速器和连接轴依次相连，连接轴的最下端通过螺钉将搅拌叶片固定，并且搅拌叶片位于搅拌槽的中央。

5.根据权利要求1所述的一种切屑金相试件自动制备装置，其特征在于：所述浸蚀区和清洗区均为凹槽。

6.根据权利要求1所述的一种切屑金相试件自动制备装置，其特征在于：所述十字滑台包括呈十字交叉的两个组件，分别为第一组件和第二组件，所述第一组件包括第一电机、第一联轴器、第一丝杠、第一滑台和第一机架，第二组件包括第二电机、第二联轴器、第二丝杠、第二滑台和第二机架；所述第一电机与第一联轴器相连，并固定在第一机架的一端，第一丝杠穿过第一滑台安装在第一机架中，同时第一丝杠的一端与第一联轴器相连接；所述第二电机与第二联轴器相连，并固定在第二机架的一端，第二丝杠穿过第二滑台安装在第二机架中，同时第二丝杠的一端与第二联轴器相连接；所述第一滑台与第二机架通过螺栓固定构成十字滑台，十字滑台通过第一机架固定在机身的顶端。

7.根据权利要求1所述的一种切屑金相试件自动制备装置，其特征在于：所述机械手执行机构的顶部通过三角铁架与十字滑台相连接，机械手执行机构包括接线盒、大臂、回转液压缸、手指旋转盘、两个液压缸、第一机械手指和第二机械手指；供电线放置的接线盒通过三角铁架固定连接在十字滑台，大臂固定在接线盒的下方，大臂中有通油口、大臂活塞和弹簧，当通油时可以推动大臂活塞压缩弹簧向下运动，从而带动机械手执行机构上下移动；大臂活塞的底部为方形体，通过螺栓与回转液压缸的顶部固定连接，回转液压缸中有进油口、出油口、回转叶片和回转轴，回转叶片与回转轴固定连接，工作时回转叶片带动回转轴一起旋转；手指旋转盘固定在回转液压缸中的回转轴底部，并随回转轴一起旋转，两个液压缸呈180°均布在手指旋转盘的下方，并通过螺钉与手指旋转盘固定，第一机械手指和第二机械手指通过可滑动的销分别与两个液压缸相连接，工作时液压缸通过推动销的滑动控制第一机械手指和第二机械手指的张合，第一机械手指用于抓取切屑，第二机械手指用于抓取金相试件。

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