一种原土自动化制样生产线及生产方法技术

本发明专利技术公开了一种原土自动化制样生产线及生产方法，提供了一种能够实现对制样盒进行对齐、夹持、拆盖、端面土切除、样品切割、装环取样等关键动作自动化控制的生产线，代替了实验室传统复杂、低效的人工手动的原土制样过程，实现了自动对齐、夹持、拆盖、端面土自动切除、样品切割与装环取样，减少了人工干预，实现原土制样过程的自动化，为后续操作打下良好的基础，相比人工制样效率提高100%，降低实验人员的劳动强度和环境污染，大大提高了原土试样的制样效率。

【技术实现步骤摘要】
一种原土自动化制样生产线及生产方法
本专利技术属于地质勘探与取样设备
，具体涉及一种原土自动化制样生产线及生产方法。
技术介绍
工程地质勘探的目的是进一步查明地表以下工程地质情况，如岩土层的空间分布及变化情况、地下水的埋深和类型以及对岩土参数开展原位测试时需要进行的工作。岩土工程勘察工作过程中，土工实验是最为有效的测试手段，实验结果的准确程度，对整个工程的安全和质量有着重要的影响，试验样品的好坏则是土工试验结果的关键要素。土工试验原有流程为现场取样、实验室制样（制作试验样品）、实验室试验。制样是土样运输到实验室后，打开包装，取出土样，按照规定的形状对土样进行加工，使其满足后试验的进一步要求，制样过程中需要保证土样样品的原状性、真实性。目前制样过程的对齐夹持、开样、切割、运输各个阶段均为手工作业，且无流水线，制样效率低下，因此研发一种原土自动化制样生产线很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种原土自动化制样生产线及生产方法，克服了现有技术中存在的问题。为了解决技术问题，本专利技术的技术方案是：一种原土自动化制样生产线，包括制样盒、夹持装置、对齐装置、拆盖装置、切割采样装置、运输导轨和控制组件，其中对齐装置、拆盖装置和切割采样装置依次设置，所述对齐装置包括两个对齐组件，拆盖装置包括两个拆盖组件，切割采样装置包括推杆组件、采样组件和切割组件，所述夹持装置将制样盒夹持，运输导轨上端面设置有齿形轨道，夹持装置下端面固定有齿轮电机，齿轮电机与齿形轨道相配合，所述两个对齐组件分别固定于运输导轨两侧，两个对齐组件的中心连线与运输导轨的径向线平行，并且两个对齐组件之间的距离与制样盒的轴向尺寸相同，所述两个拆盖组件分别固定于运输导轨两侧，并且两个拆盖组件的中心连线与运输导轨的径向线平行，所述两个拆盖组件到运输导轨的距离相同，所述推杆组件设置于运输导轨宽度方向一侧，采样组件设置于运输导轨宽度方向另一侧，并且切割组件设置于运输导轨和采样组件之间，所述推杆组件和采样组件的中心连线与运输导轨的径向线平行，所述推杆组件、采样组件、两个对齐组件、两个拆盖组件中心均与制样盒中心处于同一平面上，所述推杆组件、采样组件、切割组件、两个对齐组件、两个拆盖组件、齿轮电机分别与控制组件电连接。优选的，所述夹持装置包括底座、上夹头、夹持推杆和推杆齿轮电机，夹持推杆下端固定于底座上端面一侧，所述上夹头一端设置有安装孔，其中安装孔一侧固定有推杆齿轮电机，所述夹持推杆上端穿过安装孔，其中夹持推杆靠近推杆齿轮电机的一侧设置有齿形轨道，推杆齿轮电机与齿形轨道相配合；底座下端为矩形结构，底座上端中间位置设置有U型槽，其中U型槽与制样盒外壁相配合；所述上夹头上端为矩形结构，上夹头下端中间位置设置有U型槽，其中U型槽与制样盒外壁相配合，所述推杆齿轮电机与控制组件电连接。优选的，所述对齐组件包括对齐挡板、对齐轴和对齐电机，其中对齐电机连接对齐轴，对齐挡板一端固定于对齐轴上，所述两个对齐组件的对齐轴分别与运输导轨的轴线平行，并且两个对齐轴位置相对应，所述两个对齐轴之间的距离与制样盒的轴向尺寸相同，并且两个对齐轴到运输导轨的距离相同，所述对齐电机与控制组件电连接，所述夹持装置下端面中心位置设置有第一位置传感器，两个对齐组件的对齐挡板中心连线的运输导轨上设置有第二位置传感器，所述第一位置传感器和第二位置传感器分别与控制组件电连接。优选的，所述拆盖组件包括拆盖推杆电机、拆盖推杆、多爪旋转卡盘、拆盖旋转电机和拆盖固定座，拆盖推杆电机固定于拆盖固定座上，所述拆盖推杆电机输出端通过齿轮转换器连接拆盖推杆，其中拆盖推杆靠近拆盖推杆电机一端外壁设置有螺纹，所述拆盖推杆另一端通过轴承连接拆盖旋转电机，拆盖旋转电机连接多爪旋转卡盘的中心位置，所述拆盖推杆电机、拆盖推杆、拆盖旋转电机和多爪旋转卡盘的中心处于同一直线上，并且两个拆盖组件的多爪旋转卡盘中心处于同一直线上，两个拆盖组件的拆盖推杆中心线与运输导轨垂直，所述多爪旋转卡盘由四个切割刀片组成，四个切割刀片呈十字架设置并且端部焊接在一起，切割刀片刀面所在平面与制样盒端面所在平面的夹角为30°~60°，所述拆盖推杆电机和拆盖旋转电机分别与控制组件电连接，所述夹持装置下端面中心位置设置有第一位置传感器，两个拆盖组件中心连线的运输导轨上设置有第三位置传感器，所述第一位置传感器和第三位置传感器分别与控制组件电连接。优选的，所述推杆组件包括推杆电机、推杆、推杆盘和推杆固定座，推杆电机固定于推杆固定座上，所述推杆电机输出端通过齿轮转换器连接推杆，其中推杆靠近推杆电机一端外壁设置有螺纹，所述推杆另一端连接推杆盘，其中推杆盘的直径小于或者等于制样盒端面直径，所述推杆电机、推杆和推杆盘的中心处于同一直线上，其中推杆盘与制样盒的端面中心处于同一直线上且相互平行，所述推杆电机与控制组件电连接，所述夹持装置下端面中心位置设置有第一位置传感器，推杆组件和采样组件中心连线的运输导轨上设置有第四位置传感器，所述第一位置传感器和第四位置传感器分别与控制组件电连接，所述运输导轨下侧设置有碎样收集托盘。优选的，所述采样组件包括转盘、转盘电机、第一工作臂、第二工作臂和第三工作臂，转盘电机下端竖直固定于转盘固定座上，所述转盘电机上端与转盘中心连接，第一工作臂、第二工作臂和第三工作臂分别固定于转盘上，其中第一工作臂与第二工作臂之间夹角为90°，第二工作臂与第三工作臂之间夹角为90°，所述转盘电机与控制组件电连接。优选的，所述第一工作臂包括端面切割刀具、端面切割杆和端面切割旋转电机，其中端面切割旋转电机水平固定于转盘上，所述端面切割旋转电机输出端连接端面切割杆，端面切割杆另一端连接端面切割刀具，其中端面切割刀具的直径与制样盒端面直径相同，并且端面切割刀具与制样盒的中心处于同一平面上，所述端面切割刀具为直刃或斜刃，端面切割旋转电机与控制组件电连接。优选的，所述第二工作臂包括采样切割刀具、采样切割杆和采样切割旋转电机，其中采样切割旋转电机水平固定于转盘上，所述采样切割旋转电机输出端连接采样切割杆，采样切割杆另一端连接采样切割刀具，所述采样切割刀具选自有环刀具或无环刀具，并且采样切割刀具与制样盒的中心处于同一平面上，所述有环刀具或无环刀具中心位置无刀刃，四周设置有刀刃，其中有环刀具或无环刀具中心位置的直径为60mm，所述采样切割旋转电机与控制组件电连接。优选的，所述第三工作臂包括样品环、样品杆和样品旋转电机，其中样品旋转电机水平固定于转盘上，所述样品旋转电机输出端连接样品杆，样品杆另一端连接样品环，所述样品环直径为60mm，并且样品环与制样盒的中心处于同一平面上，所述样品旋转电机与控制组件电连接；所述切割组件包括切刀、气动泵和门型框架，门型框架固定于运输导轨和采样组件之间，所述门型框架顶部设置有气动泵，气动泵输出端连接切刀，切刀所在平面与制样盒端面所在平面平行，所述气动泵与控制组件电连接，所述控制组件为PLC控制单元。优选的，一种如上任一项所述的原土自动化制样生产线的生产方法，包括以下步骤：步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原土自动化制样生产线，其特征在于：包括制样盒（1）、夹持装置（2）、对齐装置（3）、拆盖装置（4）、切割采样装置（5）、运输导轨（6）和控制组件（7），其中对齐装置（3）、拆盖装置（4）和切割采样装置（5）依次设置，所述对齐装置（3）包括两个对齐组件，拆盖装置（4）包括两个拆盖组件，切割采样装置（5）包括推杆组件（5-1）、采样组件（5-2）和切割组件（5-3），所述夹持装置（2）将制样盒（1）夹持，运输导轨（6）上端面设置有齿形轨道，夹持装置（2）下端面固定有齿轮电机（8），齿轮电机（8）与齿形轨道相配合，所述两个对齐组件分别固定于运输导轨（6）两侧，两个对齐组件的中心连线与运输导轨（6）的径向线平行，并且两个对齐组件之间的距离与制样盒（1）的轴向尺寸相同，所述两个拆盖组件分别固定于运输导轨（6）两侧，并且两个拆盖组件的中心连线与运输导轨（6）的径向线平行，所述两个拆盖组件到运输导轨（6）的距离相同，所述推杆组件（5-1）设置于运输导轨（6）宽度方向一侧，采样组件（5-2）设置于运输导轨（6）宽度方向另一侧，并且切割组件（5-3）设置于运输导轨（6）和采样组件（5-2）之间，所述推杆组件（5-1）和采样组件（5-2）的中心连线与运输导轨（6）的径向线平行，所述推杆组件（5-1）、采样组件（5-2）、两个对齐组件、两个拆盖组件中心均与制样盒（1）中心处于同一平面上，所述推杆组件（5-1）、采样组件（5-2）、切割组件（5-3）、两个对齐组件、两个拆盖组件、齿轮电机（8）分别与控制组件（7）电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种原土自动化制样生产线，其特征在于：包括制样盒（1）、夹持装置（2）、对齐装置（3）、拆盖装置（4）、切割采样装置（5）、运输导轨（6）和控制组件（7），其中对齐装置（3）、拆盖装置（4）和切割采样装置（5）依次设置，所述对齐装置（3）包括两个对齐组件，拆盖装置（4）包括两个拆盖组件，切割采样装置（5）包括推杆组件（5-1）、采样组件（5-2）和切割组件（5-3），所述夹持装置（2）将制样盒（1）夹持，运输导轨（6）上端面设置有齿形轨道，夹持装置（2）下端面固定有齿轮电机（8），齿轮电机（8）与齿形轨道相配合，所述两个对齐组件分别固定于运输导轨（6）两侧，两个对齐组件的中心连线与运输导轨（6）的径向线平行，并且两个对齐组件之间的距离与制样盒（1）的轴向尺寸相同，所述两个拆盖组件分别固定于运输导轨（6）两侧，并且两个拆盖组件的中心连线与运输导轨（6）的径向线平行，所述两个拆盖组件到运输导轨（6）的距离相同，所述推杆组件（5-1）设置于运输导轨（6）宽度方向一侧，采样组件（5-2）设置于运输导轨（6）宽度方向另一侧，并且切割组件（5-3）设置于运输导轨（6）和采样组件（5-2）之间，所述推杆组件（5-1）和采样组件（5-2）的中心连线与运输导轨（6）的径向线平行，所述推杆组件（5-1）、采样组件（5-2）、两个对齐组件、两个拆盖组件中心均与制样盒（1）中心处于同一平面上，所述推杆组件（5-1）、采样组件（5-2）、切割组件（5-3）、两个对齐组件、两个拆盖组件、齿轮电机（8）分别与控制组件（7）电连接。


2.根据权利要求1所述的一种原土自动化制样生产线，其特征在于：所述夹持装置（2）包括底座（2-1）、上夹头（2-2）、夹持推杆（2-3）和推杆齿轮电机（2-4），夹持推杆（2-3）下端固定于底座（2-1）上端面一侧，所述上夹头（2-2）一端设置有安装孔，其中安装孔一侧固定有推杆齿轮电机（2-4），所述夹持推杆（2-3）上端穿过安装孔，其中夹持推杆（2-3）靠近推杆齿轮电机（2-4）的一侧设置有齿形轨道，推杆齿轮电机（2-4）与齿形轨道相配合；底座（2-1）下端为矩形结构，底座（2-1）上端中间位置设置有U型槽，其中U型槽与制样盒（1）外壁相配合；所述上夹头（2-2）上端为矩形结构，上夹头（2-2）下端中间位置设置有U型槽，其中U型槽与制样盒（1）外壁相配合，所述推杆齿轮电机（2-4）与控制组件电连接。


3.根据权利要求1所述的一种原土自动化制样生产线，其特征在于：所述对齐组件包括对齐挡板（3-1）、对齐轴（3-2）和对齐电机（3-3），其中对齐电机（3-3）连接对齐轴（3-2），对齐挡板（3-1）一端固定于对齐轴（3-2）上，所述两个对齐组件的对齐轴（3-2）分别与运输导轨（6）的轴线平行，并且两个对齐轴（3-2）位置相对应，所述两个对齐轴（3-2）之间的距离与制样盒（10）的轴向尺寸相同，并且两个对齐轴（3-2）到运输导轨（6）的距离相同，所述对齐电机（3-3）与控制组件电连接，所述夹持装置（2）下端面中心位置设置有第一位置传感器（9），两个对齐组件的对齐挡板（3-1）中心连线的运输导轨（6）上设置有第二位置传感器（10），所述第一位置传感器（9）和第二位置传感器（10）分别与控制组件电连接。


4.根据权利要求1所述的一种原土自动化制样生产线，其特征在于：所述拆盖组件包括拆盖推杆电机（4-1）、拆盖推杆（4-2）、多爪旋转卡盘（4-3）、拆盖旋转电机（4-4）和拆盖固定座（4-5），拆盖推杆电机（4-1）固定于拆盖固定座（4-5）上，所述拆盖推杆电机（4-1）输出端通过齿轮转换器连接拆盖推杆（4-2），其中拆盖推杆（4-2）靠近拆盖推杆电机（4-1）一端外壁设置有螺纹，所述拆盖推杆（4-2）另一端通过轴承连接拆盖旋转电机（4-4），拆盖旋转电机（4-4）连接多爪旋转卡盘（4-3）的中心位置，所述拆盖推杆电机（4-1）、拆盖推杆（4-2）、拆盖旋转电机（4-4）和多爪旋转卡盘（4-3）的中心处于同一直线上，并且两个拆盖组件的多爪旋转卡盘（4-3）中心处于同一直线上，两个拆盖组件的拆盖推杆（4-2）中心线与运输导轨（6）垂直，所述多爪旋转卡盘（4-3）由四个切割刀片（4-3-1）组成，四个切割刀片（4-3-1）呈十字架设置并且端部焊接在一起，切割刀片（4-3-1）刀面所在平面与制样盒（1）端面所在平面的夹角为30°~60°，所述拆盖推杆电机（4-1）和拆盖旋转电机（4-4）分别与控制组件电连接，所述夹持装置（2）下端面中心位置设置有第一位置传感器（9），两个拆盖组件中心连线的运输导轨（6）上设置有第三位置传感器（11），所述第一位置传感器（9）和第三位置传感器（11）分别与控制组件电连接。


5.根据权利要求1所述的一种原土自动化制样生产线，其特征在于：所述推杆组件（5-1）包括推杆电机（5-1-1）、推杆（5-1-2）、推杆盘（5-1-3）和推杆固定座（5-1-4），推杆电机（5-1-1）固定于推杆固定座（5-1-4）上，所述推杆电机（5-1-1）输出端通过齿轮转换器连接推杆（5-1-2），其中推杆（5-1-2）靠近推杆电机（5-1-1）一端外壁设置有螺纹，所述推杆（5-1-2）另一端连接推杆盘（5-1-3），其中推杆盘（5-1-3）的直径小于或者等于制样盒（1）端面直径，所述推杆电机（5-1-1）、推杆（5-1-2）和推杆盘（5-1-3）的中心处于同一直线上，其中推杆盘（5-1-3）与制样盒（1）的端面中心处于同一直线上且相互平行，所述推杆电机（5-1-1）与控制组件电连接，所述夹持装置（2）下端面中心位置设置有第一位置传感器（9），推杆组件（5-1）和采样组件（5-2）中心连线的运输导轨（6）...

【专利技术属性】
技术研发人员：任晓峰，张庆华，张鑫，王博，杨涛，朱国承，骆建文，王治军，张巧生，白兰，卢峰，张玉强，徐东，
申请(专利权)人：长庆工程设计有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61