全自动风动送样系统试制总结报告.doc

全自动风动送样系统试制总结报告FTD-76/81型全自动风动送样系统试制总结报告浙江福特机械制造有限公司2010-05FTD-76/81型全自动风动送样系统一、企业概况浙江福特机械制造有限公司是一家专业生产全自动取样机、破碎、研磨、筛分、缩分、除尘、干燥、加热等冶金试验设备的专业制造企业。公司位于地理位置优越、交通便捷的104国道边-浙江上虞东关街道镇西路，占地面积12200m2，现有职工105人，大专以上科技人员32人，2009年实现产值8672万元，利税1950万元。近年来，该公司不断加大研发经费投入，依靠科技进步和技术创新，先后开发成功十大类、三百余种规格的产品，35只产品获国家专利。公司已通过ISO9001：2008质量管理体系认证，先后被评为浙江省科技型企业、浙江省专利示范企业和绍兴市高新技术企业。2008年，该公司自主研发成功的全自动矿物成套取制样系统获科技部科技型中小企业技术创新基金无偿资助项目。经过多年的自主创新，产品已覆盖冶金、钢铁、煤炭、建材、矿山、化工、出入境检验检疫、热电、专业检验等部门，历年来向宝钢、首钢、武钢、太钢、马钢等国内二十多家大型钢铁企业提供检测设备，产品质量及技术性能得到客户的一致好评。二、试制目的FTD-76/81全自动风动送样系统作为新一代集气、光、机、电为一体的智能化传输系统，使用的范围较广，主要应用于钢铁、工矿企业、大型图书馆、邮政、医院等对样品的传送，是自动接收传送和试样快分、数据传递的理想传输系统。目前国内的风动送样系统有两种，一种是国产的手动风动送样系统，另一种较为先进的国外全自动风动送样装置，这两种风动送样都存在许多缺点：国产的手动风动送样系统，取样方式采用笨重的手动压紧开盖方法，花时又花力，存在结构不合理、操作程序繁琐、劳动强度大、自动化程度低、送样数据无法显示和保存等缺点；而国外进口的全自动风动送样装置，虽然解决了手动风动送样系统操作繁琐的不足，但价格高、取样操作时间长、易损件、另配件难配等，随着行业技术进步和检测试样快分、数据及时传送要求的提高，现有市场急需一种能替代国外同类产品的风动送样系统。基于上述问题，本公司确定了明确的开发目标。1、通过对管道终端增设上、下两对气缸的开盖、合盖装置设计，实现样盒快速自动开盖、闭合，缩短样盒停留时间。 2、采用终端收发箱体增设（自动取样装置）平行气缸、回转气缸、双轴气缸、夹紧气缸的联动，实现样盒中的样品快速倒出，并自动翻转返回发送站。3、采用在夹紧气缸上增设一对夹紧爪，实现样盒的抓取。4、采用在终端收发箱体梁架上增设小型输送机，实现对样品的对外输送。5、通过在收发柜增设触摸屏，可直观显示送样状况、查询炉号、钢种、操作员等相关信息。6、采用PLC可编程序控制系统和气力容器式管道输送系统，实现取样、传送、开盖、盒盖、返回等整套可循环工艺流程的自动控制，极大提高试样传送速度。三、试制过程在明确了产品试制目的后，研发中心根据本公司的现状，成立了全自动风动送样项目组，项目组经先期策划和详尽的市场调研，参阅了国外生产的全自动风动送样系统资料，针对上述国内外公司生产的风动送样系统存在的问题，结合原有设备的结构和功能，项目研发人员攻克全自动风动送样存在的技术难题，确定该系统的结构主要性能指标，并根据技术性能的要求，确定了产品的设计方案，同时结合相关标准，编制了Q/FTJ017-2010全自动风动送样系统企业标准文件。为了保证产品的制造满足设计要求，在生产前，研了人员会同生产部编制了详细工艺文件进行评审，并制订了产品质量计划，从原材料采购到各工序的检验直至产品的最终试验，都进行了全过程跟进检查，使产品在整个制造过程中进行有效控制，保证风动送样系统的质量。同时实现项目负责制，专门组织了试制生产小组，由项目负责人制订详细的生产计划，不定期进行检查，协调各部门人员工作，在项目组人员全力以赴及各部门的密切配合下，制造工作进展顺利。本公司生产的FTD-76/81全自动风动送样系统主要由现场分站收发柜、分析室收发柜（终端）、贮气罐、排气装置、泄气装置、光电检测装置、输送管道、风量调节装置、油水分离器、自动取样装置、输送机通信电缆、光缆等组成。风动送样系统图现场收发柜由气控系统、风量调节装置、触摸屏、收发气缸、收发箱组成，而分析室收发柜由气控系统、风量调节装置、触摸屏、收发气缸、收发箱、自动开盖装置、自动取样装置、输送机、夹紧爪组成，自动开盖装置安装在分析室收发柜收发气缸管道上、下道上，自动取样装置的机架和收发箱后顶部连接，夹紧爪安装在夹紧气缸上，输送机安装在分析室收发柜收发箱后中下部连接，输送机上部有溜管相联。 1、 快速自动开盖、闭合装置设计针对国内风动送样系统的样盒开启需人工手工打开，而国外的样盒开启要取出来再打开的不足，首先项目组人员通过在升降气缸的上、下管道口上各安装了一只气缸，实现样盒到达后盒盖自动打开及闭合，试验发现打开的效果不理想，有打不开和不能闭合的情况出现，随后研发人员在上、下管道口上又各增加一只气缸，由原来的二只变成四只，并在四只气缸的顶端各增设一块R形板，以充分固定样盒，防止样盒出现扭歪现象，实现了到达的样盒盒盖的自动打开和闭合（如下图）。 2、自动取样装置设计为使打开样盒中的样品能自动取出，研究人员使用常用的标准气缸，但发现标准气缸只有一个方向的运动，样盒又藏进管道中无法移出，经分析研究，研发人员又在标准气缸的下面增设了一只作升降的双轴气缸，经两只气缸联动后的自动取样装置，虽然已能将样盒移出机外，可样盒中的样品还是无法取出，研发人员经过仔细琢磨，在自动取样装置上增设了一只夹紧气缸和回转气缸，并在夹紧气缸上增设一对夹紧脚作为夹脚，可夹紧样盒成了难道，一是样盒是圆形的，二是样盒有足够的重量，如果夹紧气缸选得太大，那会破坏整个自动取样装置的形状，通过反复试验，终于设计出了真夹样盒的夹紧爪（如下图）。 自动取样装置经平行气缸、回转气缸、双轴气缸、夹紧气缸的联动，实现样盒中的样品快速倒出，实现自动取样。3、输送装置设计为了使从自动取样装置倒出的样品送达指定地点，项目组设计配套的小型输送机输送，为防止样品倒入输送机时出现偏移而抛出，我们在输送机的上部增设了一个溜槽溜管，以达到样品的安全输送（如下图）。4、通过在收发柜增设触摸屏，现场操作人员在操作终端上确认代码（选好炉号、钢种、操作员等信息）的设计。针对操作人员需确认发送样品的规格、型号、炉号、钢号等信息，研发人员首先想到了增设一部电话机的设想，可电话机有误听、错听而又不能更改的弊端，且没有追索性，为此研发人员在收发箱上增设触摸屏，使操作人员及时查询收发样品的相关信息。5、PLC可编程序控制系统的设计针对国内外风动送样设备自动化程序低，人工操作劳动强度大等缺陷，按照全自动风动送样的工艺特点，采用PLC可编程序控制系统实现自动控制，使发送站、接收站都能直观显示系统的运行状况，样品来源点、传送状态及试样到达的提示信号，并可按照样号、钢种、送样时间、达到时间、送样点等多种信息检索查询相关信息。实现试样自动接收传送、自动分拣的信息化管理。风动送样的试样标识很重要，用人工手工标识，一是要花很长的时间，二是时常出现试样的标识错误，且没有追索性，如果标识错误，则往往由于快分的试样已运走或已进入应用环节而无法重新快分，导致快分试样结果的不准确。为此该风动送样采用PLC控制系统，实现可编程序控制器的输入量为开关、热元件和限位开关等，输出量为接触器、指示灯和蜂鸣器，收、发两边都能够在电脑显示屏上直观的显示系统的运行状况、样品来源点、样品传送状态，以及样品到达的提示信号，可以按照样号、钢种、送样时间、达到时间、送样点等多种分类进行检索查询相关样品的输入、发送和到达记录，试样到达后给予灯光或声控报警。设有可视可收的触摸屏、计算机及标识打印机。产品具有自动化程度高、传送准确快捷、操作直观方便、设备安全性高等特点。四、试制结果公司产品经项目组成员的开发研制，其性能达到了设计方案的要求，产品经浙江省机电产品质量检测所测试，主要性能指标符合Q/FTJ017-2010企业标准要求，具体主要技术指标如下：序号检验项目标准要求检验结果结论1基本参数送样方式正压单管双向往复输送符合合格输送钢管规格（mm）76*4、81*376*4钢管转弯半径（mm）2000符合样盒外形尺寸（mm）65*13765*137样盒容积（mm）48*7048*70送样质量（Kg）2符合输送气压（Mpa）0.50.7符合样盒运行速度（m/s）103015.8控制方式PLC自动控制符合2输送管道输送管道应保证样盒输送流畅、无卡阻符合合格3控制系统1、控制系统应能控制系统的各部件正确执行送样工作程序。各部件动作协调、可靠。2、风动送样工作程序详见检验报告3、具有样盒自动装料、卸料、就位功能。4、具有下列报警功能：气压不足、门未关闭、光电检测失灵、系统启动、样盒不动、样盒不到位、控制阀故障符合合格4空载噪声风动送样工作时，声压级噪声不大于85dB(A)78dB(A)合格5电气要求带电部分与机身之间的绝缘值应不少于5M。外壳应设有接地端子，并有明显的安全接地标志，接线端可靠。300M符合合格6外观控制方式外观应无影响使用性能的加工缺陷，涂装表面应均匀，无流挂露底现象。符合合格五、设备的创新点1、采用313-2DP高性能CPU模块控制系统，可编程序控制器及丰富的触摸屏程序选择功能，实现取样、传送、开盖、盒盖、返回等整套可循环工艺流程的自动控制，从而替代人工取样送样的繁琐工艺，提高试样快分效率。2、采用气力容器式管道输送系统，实现试样准确、快速传送到目的地，极大提高试样传送速度。3、快速自动开盖、盒盖装置设计，大大缩短样盒停留时间。提高工作效率。4、采用PLC可编程序控制系统，可在发送站和收发站直观显示送样状况、跟踪、标识及打印试样数据，避免人工标识错误而导致试样结果的不准确。六、结语本产品从方案确定到产品设计,从工艺流程到技术攻关,从样机试制到送样试验,从整机装配到包装，产品性能经浙江省机电产品质量检测所测试（报告编号：5R10038），各项性能指标符合浙江福特机械制造有限公司企业标准Q/FTJ017-2010要求。各项数据达到了原设计要求。该产品经浙江省科技信息研究院查新（报告编号：200933B2112086），认定该产品具有自动化程度高、传送准确快捷、操作直观方便、