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摘 要：全自动存样系统是针对火力发电厂、港口、第三方煤炭检测机构等制备出的试样进行自动储存的立体库。该系统还可延伸应用到例如矿厂、钢铁厂等其他需要试样存储的公司和机构。该系统能实现煤样编码电子化、自动化管理、存取样人员权限管理、实时记录试样存取过程、实时监控试样状态、自动提醒清理到期试样等功能，从而实现对所存试样全过程管控。
关键词：框架；货架；直角坐标
本系统由一台全自动存查样库、一套输送线、电控系统、气动系统等组成。
1.自动存查样库
自动存查样库也是一种立体库的形态，由于储存物料重量清，其主体框架可以由钢型材焊接制成，也可以通过法兰连接。都能保证其刚性和稳定性。框架外部采用钢板弯曲喷塑制成造板，利用内六角螺钉连接，安装利用空间小、方便，表面美观。内部采用直角坐标机器人完成物料插取和储存的动作。直角坐标机器人可以X、Y、Z、3轴联动，利用PLC程序控制伺服电机保证其精度要求。X轴选取齿轮、齿条或者同步带作为主驱动，旁路配合导轨、滑块作为导向。其安装座通过机械加工保证其直线度、平面度、孔的圆心度及各孔位的行位公差。直角坐标上部采用铝型材通过角连接固定在框架上方，两侧由导向轮与弹簧构成导向装置，通过弹簧的预紧力来确保直角坐标在X轴方向运行，左右方向没有明显跳动。Z轴采用伺服电机通过联轴器带动丝杠运行，或者采用链轮与同步带的配合完成。通过负载，移动速度，行程，速比、空间布局等选取主动轮、从动轮齿数，计算负载，根据输出轴转数、扭矩，初步选取减速器与伺服电机。其移动通过导轨、滑块作为导向。运行速度快、平稳、精度高。Y轴采用旋转气缸配合直线气缸完成，可通过单向节流阀控制其运行速度。其中X、Z轴两端附有防撞块及限位开关，如果出现系统失灵，也能给予安全保障。整体直角坐标机器人采用钢板与铝型材作为刚性支撑。库体内部附有照明及门禁装置，门禁确保了人员的干预。
2.输送线
输送线由链板线、输送柜、翻转机构组成，链板线由变频电机通过联轴器连接驱动轴带动链轮传递扭矩。根据需要进行速度调节。由于样瓶大小不一，而且连续输送，在此设计隔挡装置，利用直线气缸带动阻挡机构（该机构需要配备直线导向系统，避免气缸承受径向载荷），将样瓶阻挡在固定的位置停止，进行下一步动作。
样瓶在固定位置停止后，由插取机构抓取样瓶通过直线气缸或者其他直线运动机构将样瓶提升到需求高度，即接近于自动存查样库入料口。样瓶到达工作正确位置后，由气动抓取机构抓取样瓶做水平方向运动，将样瓶输送到存查样柜入料口，气动抓取机构松开，将样品放置在翻转机构样品放置处，等待下一步动作。检测传感器检测到样品到达等待位置后，翻转机构翻转，将样品放倒并翻转到样柜内部入口处，直线坐标机器人可以将样品存放到指定位置，以备工作人员随时取样。
3. 电控系统
系统采用PLC作为控制系统的核心部件，由一个CPU统一控制，以实现存样的自动输送和自动存储功能，上位机PC自动采集存储相关信息并将信息同步到上一级自能管理系统。PLC具有稳定性好、处理能力强、响应时间快等特点，是具有“高度扩展性”的端子台型一体化PLC。整套设备配备一台工控机，承载计算机管理系统，留有TCP/IP接口，方便与上一级管理系统相连接，为厂内联网及综合信息管理提供方便，实时性强，可靠性高。
整个控制系统分为四个部分，第一部分是数据采集，第二部分是系统控制，第三部分是操作面板，第四部分是数据管理系统。
第一部分 数据采集：数据采集功能将存查样信息、存储位置信息、操作历史信息及故障报警信息等信息进行采集和存储
第二部分 系统控制：系统控制主要是通过PLC实现各种逻辑控制，完成工艺要求的输送、存样、取样、弃样等流程，系统运行稳定可靠。
第三部分 操作面板：操作面板为操作员和机器提供了信息交互的平台，实现系统调试、维护操作、自动/手动操作控制以及设备在线故障检测和报警显示等功能。
第四部分 数据管理系统：数据管理系统可实现存样信息、操作人员信息、操作时间信息等的综合管理、备份，方便管理人员的管理工作。
为了使用和维护方便，控制系统除了能够进行程序控制外，可以对各个设备发出单独的动作指令，且对指令的合法性做出检查。对于违反联锁条件的指令拒绝执行。
4.气动系统
气动系统由电磁阀、节流阀、气缸、管路等组成，为存查样系统的各机构气缸提供所需压力及流量，同时将电气控制系统给定的输入信号转化为相应的气缸动作输出，从而实现存查样系统按照程序设定的顺序运行。系统中采用的气动元件，可较好满足系统使用及现场环境要求。气动系统由外部气源供气，由一条主管路连接各个部分，布局合理简便，节流阀安装在气缸上节省管路；所有气缸均安装有检测装置，可以输出活塞位置信号给控制系统。
全自动存样系统是针对近年来人力成本上升，企业对工业自动化产品的迫切需求以及近年来各煤炭、矿石等生产企业以及使用企业为严格控制企业成本和杜绝腐败应运而生的，具有广阔的市场前景，是新兴的工业自动化设备。
参考文献：
[1]邹惠君《机械系统设计原理》 北京：科学出版社，2003
[2]赵松年《现代机械创新产品分析与设计》 北京：机械工业出版社，2000
[3]杨汝清《现代机械设计-----系统与结构》 上海：科学技术文献出版社，2000
关键词：框架；货架；直角坐标
本系统由一台全自动存查样库、一套输送线、电控系统、气动系统等组成。
1.自动存查样库
自动存查样库也是一种立体库的形态，由于储存物料重量清，其主体框架可以由钢型材焊接制成，也可以通过法兰连接。都能保证其刚性和稳定性。框架外部采用钢板弯曲喷塑制成造板，利用内六角螺钉连接，安装利用空间小、方便，表面美观。内部采用直角坐标机器人完成物料插取和储存的动作。直角坐标机器人可以X、Y、Z、3轴联动，利用PLC程序控制伺服电机保证其精度要求。X轴选取齿轮、齿条或者同步带作为主驱动，旁路配合导轨、滑块作为导向。其安装座通过机械加工保证其直线度、平面度、孔的圆心度及各孔位的行位公差。直角坐标上部采用铝型材通过角连接固定在框架上方，两侧由导向轮与弹簧构成导向装置，通过弹簧的预紧力来确保直角坐标在X轴方向运行，左右方向没有明显跳动。Z轴采用伺服电机通过联轴器带动丝杠运行，或者采用链轮与同步带的配合完成。通过负载，移动速度，行程，速比、空间布局等选取主动轮、从动轮齿数，计算负载，根据输出轴转数、扭矩，初步选取减速器与伺服电机。其移动通过导轨、滑块作为导向。运行速度快、平稳、精度高。Y轴采用旋转气缸配合直线气缸完成，可通过单向节流阀控制其运行速度。其中X、Z轴两端附有防撞块及限位开关，如果出现系统失灵，也能给予安全保障。整体直角坐标机器人采用钢板与铝型材作为刚性支撑。库体内部附有照明及门禁装置，门禁确保了人员的干预。
2.输送线
输送线由链板线、输送柜、翻转机构组成，链板线由变频电机通过联轴器连接驱动轴带动链轮传递扭矩。根据需要进行速度调节。由于样瓶大小不一，而且连续输送，在此设计隔挡装置，利用直线气缸带动阻挡机构（该机构需要配备直线导向系统，避免气缸承受径向载荷），将样瓶阻挡在固定的位置停止，进行下一步动作。
样瓶在固定位置停止后，由插取机构抓取样瓶通过直线气缸或者其他直线运动机构将样瓶提升到需求高度，即接近于自动存查样库入料口。样瓶到达工作正确位置后，由气动抓取机构抓取样瓶做水平方向运动，将样瓶输送到存查样柜入料口，气动抓取机构松开，将样品放置在翻转机构样品放置处，等待下一步动作。检测传感器检测到样品到达等待位置后，翻转机构翻转，将样品放倒并翻转到样柜内部入口处，直线坐标机器人可以将样品存放到指定位置，以备工作人员随时取样。
3. 电控系统
系统采用PLC作为控制系统的核心部件，由一个CPU统一控制，以实现存样的自动输送和自动存储功能，上位机PC自动采集存储相关信息并将信息同步到上一级自能管理系统。PLC具有稳定性好、处理能力强、响应时间快等特点，是具有“高度扩展性”的端子台型一体化PLC。整套设备配备一台工控机，承载计算机管理系统，留有TCP/IP接口，方便与上一级管理系统相连接，为厂内联网及综合信息管理提供方便，实时性强，可靠性高。
整个控制系统分为四个部分，第一部分是数据采集，第二部分是系统控制，第三部分是操作面板，第四部分是数据管理系统。
第一部分 数据采集：数据采集功能将存查样信息、存储位置信息、操作历史信息及故障报警信息等信息进行采集和存储
第二部分 系统控制：系统控制主要是通过PLC实现各种逻辑控制，完成工艺要求的输送、存样、取样、弃样等流程，系统运行稳定可靠。
第三部分 操作面板：操作面板为操作员和机器提供了信息交互的平台，实现系统调试、维护操作、自动/手动操作控制以及设备在线故障检测和报警显示等功能。
第四部分 数据管理系统：数据管理系统可实现存样信息、操作人员信息、操作时间信息等的综合管理、备份，方便管理人员的管理工作。
为了使用和维护方便，控制系统除了能够进行程序控制外，可以对各个设备发出单独的动作指令，且对指令的合法性做出检查。对于违反联锁条件的指令拒绝执行。
4.气动系统
气动系统由电磁阀、节流阀、气缸、管路等组成，为存查样系统的各机构气缸提供所需压力及流量，同时将电气控制系统给定的输入信号转化为相应的气缸动作输出，从而实现存查样系统按照程序设定的顺序运行。系统中采用的气动元件，可较好满足系统使用及现场环境要求。气动系统由外部气源供气，由一条主管路连接各个部分，布局合理简便，节流阀安装在气缸上节省管路；所有气缸均安装有检测装置，可以输出活塞位置信号给控制系统。
全自动存样系统是针对近年来人力成本上升，企业对工业自动化产品的迫切需求以及近年来各煤炭、矿石等生产企业以及使用企业为严格控制企业成本和杜绝腐败应运而生的，具有广阔的市场前景，是新兴的工业自动化设备。
参考文献：
[1]邹惠君《机械系统设计原理》 北京：科学出版社，2003
[2]赵松年《现代机械创新产品分析与设计》 北京：机械工业出版社，2000
[3]杨汝清《现代机械设计-----系统与结构》 上海：科学技术文献出版社，2000